Spazio, il PoliMi studia nuovi materiali per i motori spaziali

Milano, 25 mag. (askanews) – I motori dei razzi e delle astronavi del futuro potrebbero essere realizzati in "polvere" o meglio con materiali innovativi – basati sulle leghe ad alta entropia (High Entropy Alloys, HEA) – adatti a operare in condizioni estreme coniugando caratteristiche di bassa densità, alta resistenza e duttilità, resistenza all ossidazione, buona risposta alla fatica e alla deformazione.

È l’obiettivo del progetto ATLAS (Advanced Design of High Entropy Alloys Based Materials for Space Propulsion) coordinato dal Politecnico di Milano nell ambito del programma Horizon 2020-SPACE e finanziato con 3 milioni di euro, come ha spiegato Mario Guagliano, del PoliMi.

"Il progetto Atlas – ha spiegato – è finalizzato allo sviluppo di nuovi materiali da utilizzare nei propulsori spaziali di nuova generazione, per raggiungere questo obiettivo si utilizzerà la tecnologia del Cold spray, una tecnologia additiva che sfrutta l’energia cinetica per ottenere la deposizione di polvere allo stato solido e proprio questa caratteristica le conferisce una particolare flessibilità. In particolare per il progetto ATLAS la utilizzeremo non solo per spruzzare e ottenere dei pezzi costruiti con High Entropy Alloys ma anche per definire nuovi materiali compositi in cui le leghe ad elevata entropia le costituiscono la matrice e il rinforzo sia in materiale ceramico al fine di ottenere elevate proprietà soprattutto alle elevate proprietà alte temperature di funzionamento dei propulsori spaziali".

La tecnica Cold Spray (spruzzatura a freddo ad alta pressione) che accelera le polveri a velocità supersonica e non ne richiede la fusione, garantisce la fabbricazione di componenti con maggiore resistenza nelle condizioni termodinamiche estremein cui operano i motori spaziali, con temperature che vanno da sottozero a centinaia di gradi e notevoli sollecitazioni. Le leghe ad alta entropia sono una classe di materiali relativamente nuova che si propone di superare le superleghe per questo genere di applicazioni, come ha precisato Sara Bagherifard.

"È un metodo di deposizione delle polveri allo stato solido – ha spiegato – questo le dà tante possibilità e vantaggi rispetto ad altri metodi di deposizione. Infatti, con la velocità di deposizione molto elevata, anche 10 volte più alta rispetto ad altri metodi di manifattura additiva e deposizione che usano tecnologie a base di energia termica, non ha bisogno di atmosfera controllata e quindi può essere suata per lavorare pezzi di dimensioni anche grandi e come applicazione copre una vasta gamma di applicazioni incluso rivestimenti, anche senza limiti di spessore, riparazione e rigenerazione delle porti usate e anche manifattura additiva".

L’unica proprietà richiesta affinché l’adesione delle polveri sia ottimale è che il materiale sia deformabile plasticamente e presenti, quindi, caratteristiche di duttilità.’

Oltre al Politecnico di Milano, il consorzio di ATLAS include altri enti e centri di ricerca tedeschi, inglesi, olandesi e svedesi.