Découverte révolutionnaire d’un alliage à base de titane et d’aluminium super-élastique qui défie les extrêmes de -268°C à 260°C !
Des spécialistes de la technologie industrielle de l’Université de Tohoku (au Japon) ont développé un nouvel alliage de titane et d’aluminium qui combine légèreté, résistance et une flexibilité exceptionnelle, capable de supporter des températures extrêmes allant de -268°C à 260°C.
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Le Japon découvre un nouvel alliage super-élastique même à des températures extrêmes
Cet alliage se distingue des matériaux à mémoire de forme traditionnels qui ne fonctionnent que dans des plages de température limitées. Le nouvel alliage conserve une super-élasticité du niveau de l’hélium liquide à -268,9°C jusqu’à 260°C, élargissant considérablement son champ d’application potentiel.
Qu’est-ce que la super-élasticité ?
La super-élasticité d’un métal est la capacité de ce métal à se déformer de manière importante sans subir de dommage permanent, puis à retrouver sa forme initiale une fois la contrainte supprimée. Cela se produit généralement dans une plage de températures spécifique, juste au-dessus de la température de transformation. Les alliages comme le Nitinol (nickel-titane) sont connus pour cette propriété, qui leur permet de se déformer jusqu’à 10 fois plus qu’un métal ordinaire. La super-élasticité est souvent associée à la mémoire de forme, une autre propriété des alliages à mémoire de forme
Implications pour les missions spatiales
Sheng Xu, professeur adjoint à l’Institut de Recherche Interdisciplinaire des Frontières de l’Université de Tohoku, a souligné l’importance de la plage de température opérationnelle étendue de l’alliage. “C’est le premier alliage de son genre à maintenir sa super-élasticité sur une telle gamme de températures extrêmes tout en restant léger et résistant, ce qui ouvre la porte à une variété d’applications pratiques jusqu’alors impossibles,” a-t-il déclaré. On comprend immédiatement que ce nouvel alliage pourrait être un précieux allié dans les milieux extrêmes tels que l’espace (ou les variations de températures sont considérables).
Un potentiel pour les applications médicales et plus
Au-delà de son utilité pour les futures missions spatiales, cet alliage présente un potentiel médical considérable. Avec une faible rigidité, similaire à celle de l’os humain, il pourrait être utilisé pour des implants biomédicaux qui nécessitent une intégration harmonieuse avec le corps humain.
Avantages économiques et environnementaux
L’alliage utilisé est le Ti-Al-Cr, qui utilise des éléments abondants et économiques : le titane (Ti), l’aluminium (Al) et le chrome (Cr). D’autres alliages à mémoire de forme dépendent de matériaux plus rares et coûteux comme le nickel (Ni) et le niobium (Nb). Ce nouvel alliage pourrait conduire à une réduction des coûts de production et à un impact environnemental moindre lors de la fabrication à grande échelle.
Vers une nouvelle ère de matériaux
Avec ses propriétés de résistance, de flexibilité et d’accessibilité, l’alliage Ti-Al-Cr a un immense potentiel pour diverses industries, allant de la technologie spatiale et l’exploration océanique aux implants médicaux et aux applications écoénergétiques. Comme il peut être produit en utilisant les méthodes de fabrication du titane existantes, il pourrait être facilement adapté pour une utilisation à grande échelle, ouvrant la voie à la prochaine génération de matériaux légers multifonctionnels.
Composantes géopolitiques du titane et de l’aluminium
La production mondiale de titane est dominée par la Chine, qui représente environ 57 % de la production totale, avec une capacité de production d’éponge de titane atteignant 210 000 tonnes. En 2023, le marché mondial du titane était évalué à environ 26,07 milliards de dollars et devrait atteindre 27,62 milliards de dollars en 2024, soutenu par une demande croissante dans les secteurs aérospatial et militaire. Les principaux producteurs après la Chine incluent le Japon et la Russie, qui contribuent respectivement à près de 17 % et 13 % de la production mondiale. L’ilménite, un minerai clé pour la production de titane, est également en forte demande, notamment pour ses applications dans les peintures et les revêtements. La croissance des industries émergentes stimule encore davantage la demande pour le dioxyde de titane, essentiel dans divers secteurs industriels.
Pour l’aluminium, la production mondiale a atteint 48,2 millions de tonnes en 2024, avec la Chine comme premier producteur, représentant environ 37 millions de tonnes. L’Australie et la Russie suivent en termes de production, avec respectivement 3,5 et 3,2 millions de tonnes. La demande en aluminium devrait se stabiliser en 2025, avec des excédents potentiels en Chine.
Source : Université de Tohoku
