"Mentre approfondivamo la meccanica della formazione delle bande di scorrimento, ci siamo resi conto che le teorie tradizionali tralasciavano sfumature critiche sul comportamento dei materiali avanzati", ha spiegato Penghui Cao, autore corrispondente dello studio e professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso l'UC Irvine.
A Irvine, in California, il 1° maggio 2025, gli scienziati dell'Università della California, Irvine (UC Irvine) hanno annunciato una svolta nella comprensione del banding di scorrimento nei metalli. Questo fenomeno, cruciale sotto stress compressivo, ha rivelato intuizioni che potrebbero rivoluzionare i materiali avanzati utilizzati nei sistemi energetici, nell'esplorazione spaziale e nelle applicazioni nucleari.
Il team dell'UC Irvine ha sfidato il tradizionale modello di Frank-Read, introducendo il concetto di bande di scorrimento estese. La loro ricerca dimostra che queste bande si formano a causa della disattivazione delle fonti di dislocazione esistenti, seguita dall'attivazione di fonti alternative.
I ricercatori hanno esaminato una lega di cromo, cobalto e nichel, uno dei materiali più resistenti conosciuti. Utilizzando microscopia avanzata e modellazione atomistica, hanno osservato il comportamento di scorrimento a livello atomico in pilastri in microscala sottoposti a compressione meccanica.
Le bande di scorrimento confinate hanno mostrato zone di scorrimento strette con difetti minimi, mentre le bande estese hanno esibito un'alta densità di difetti planari. "I nostri risultati forniscono un quadro più chiaro del movimento collettivo delle dislocazioni e dell'instabilità della deformazione, il che è cruciale per far progredire il campo della scienza dei materiali", ha affermato Cao.
Questi risultati hanno applicazioni pratiche nell'ingegneria aerospaziale, dove i materiali affrontano sollecitazioni estreme. Nel settore nucleare, le proprietà dei materiali su misura possono migliorare la sicurezza e le prestazioni.
Il team di ricerca sottolinea lo spirito collaborativo che guida questo lavoro, sfruttando le competenze in ingegneria e scienza dei materiali. Lo studio è stato finanziato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dall'UC Irvine e dalla National Science Foundation.
Questa ricerca affina le conoscenze esistenti sul banding di scorrimento e pone le basi per future indagini sui materiali avanzati. La sfida ora è tradurre queste intuizioni in applicazioni tangibili che migliorino le prestazioni dei materiali in ambienti critici.