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Soluzioni solide entropicamente stabilizzate di boruri multi elementali con espansione termica regolabile

Responsabile: Frederic Monteverde

Personale coinvolto: Federico Saraga

Data inizio: 01/06/2021
Durata: 6 mesi
Bando: Proposta nr. 20210215 – MCX beamline
Coordinatore: Frederic Monteverde
Consorzio: CNR-ISTEC, Materials Science and Engineering Department Missouri Science and Technology University, Elettra – Sincrotrone Trieste S.C.p.A

I materiali ceramici entropicamente stabilizzati per uso in ambienti estremi sono soluzioni solide complesse multielemento di boruri, nitruri e carburi dei metalli di transizione del IV, V e VI gruppo. Rivestono un ruolo cruciale nelle future applicazioni energetiche e per ambienti estremi. Tra di essi, le soluzioni solide di diboruri possono incorporare fino a cinque, o anche più, metalli di transizione quali Ti, Nb, Zr, Hf, Ta, W e Mo in una struttura esagonale tipo AlB2, con prestazioni auspicabilmente migliori rispetto agli omologhi diboruri mono-elemento. Questi materiali offrono l’opportunità di “confezionare” proprietà funzionali oltre la semplice regola della leva, avendo a loro volta una forte dipendenza dalla struttura e dalla chimica della soluzione solida. Recentemente si è visto che differenti metalli di transizione che occupano lo stesso sito cristallografico possono portare ad una espansione termica anisotropa. La presente ricerca mira a investigare, per la prima volta, l’espansione termica grazie alla sostituzione dei metalli nella soluzione solida. Tre serie di diboruri: (Ti-Zr-Hf-Mo-Me1)B2, (Ti-Zr-Hf-Mo-Me1-Me2)B2, e (Ti-Zr-Hf-Mo-Me1-Me2-Me3)B2 con MeX tra Nb, W e Ta saranno studiate.

Pubblicazioni e brevetti:

  • F.Monteverde, F. Saraga, M. Gaboardi, Compositional disorder and sintering of entropy stabilized (Hf,Nb,Ta,Ti,Zr)B2 solid solution powders, https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.04.026
  • F.Monteverde, F. Saraga, Entropy stabilized single-phase (Hf,Nb,Ta,Ti,Zr)B2 solid solution powders obtained via carbo/boro-thermal reduction, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153930