A Spinoff a Day – Le moderne tecniche di lavorazione dei metalli riscoprono una lega speciale

Nella metà del secolo scorso un team di scienziati del Naval Ordnance Laboratory scoprì che una lega contenente il 60% di Nichel e il 40% di Titanio dava ottimi risultati se applicata alle punte dei razzi, migliorandone le performance durante il rientro in atmosfera; anche i test effettuati sui rilevatori di mine ed ordigni bellici aveva dato esiti soddisfacenti.

Questa lega fu battezzata 55 NiTiNOL, rielaborata poi in 60 NiTiNOL, il cui nome deriva dalla composizione: 60% Nichel, 40% Titanio, scoperta dal Naval Ordnance Laboratory.

Ma quali erano le particolarità di questo materiale? Come ci spiega Christopher Dalla Corte, ingegnere al Glenn Research Center che ha seguito da vicino la rivitalizzazione di questa lega, “se disegnassimo un diagramma di Venn prendendo in considerazione caratteristiche quali forza, resistenza alla corrosione, leggerezza, amagnetismo ed elasticità, il NiTiNol si troverebbe esattamente al centro del diagramma, dove tutti i cerchi si sovrappongono. La maggior parte dei materiali comprendono solamente alcune di queste proprietà”. La lavorazione di questa lega, però, è sempre stata particolarmente difficile: il NiTiNOL 60 in sé risultava molto fragile! Dopo i test iniziali degli anni ’50, perciò, il progetto è stato abbandonato.

Nel 2000 un ingegnere raccolse la sfida, si trattava di Glenn Glennon della Abbott Ball Company, un’azienda che produce cuscinetti a sfera. Generalmente questi elementi sfruttano la durezza dell’acciaio inossidabile, ma ahimè una lunga esposizione agli agenti atmosferici finisce per corrodere anche l’acciaio più ostico. Questo comporta costi di manutenzione e spese aggiuntive. Glenn ha contattato quindi vari potenziali partner che potessero essere disponibili ad aiutarlo in uno studio approfondito del materiale, tra cui il Glenn Research Center di NASA.

La strumentazione all’avanguardia, l’esperienza degli ingegneri, ma soprattutto l’insistenza di Glennon, che aveva intuito le potenzialità di questa lega, hanno fatto in modo che venissero tentate vie alternative. Una tecnica di lavorazione che non era stata presa in considerazione al momento della scoperta, mezzo secolo fa, è la metallurgia delle polveri, ossia un sistema di lavorazione attraverso il quale i metalli vengono polverizzati e poi riscaldati a temperature tali da farli ricompattare, rendendo la nuova sostanza solida ed indivisibile. Questa lavorazione ha inoltre donato al materiale la memoria di forma.

Ora il Nitinol è una realtà, sebbene ancora di nicchia. Viene utilizzato nel campo aerospaziale, in quello medico, dalla Marina statunitense e… per la creazione di coltelli da cucina particolarmente resistenti. Da notare anche la presenza di questa lega nei cuscinetti a sfera utilizzati all’interno di un purificatore d’acqua installato sulla Stazione Spaziale Internazionale.

NiTiNOL 60 © NASA / Abbott Ball / Veronica Remondini

Per approfondire:

Spinoff nel dettaglio [ENG]

Video educational [ENG – da 01:50 ca.]

Brevetto per la creazione dei cuscinetti in Nitinol [ENG]

“55-Nitinol – The Alloy with a memory: it’s physical metallurgy, properties, and applications. A report” [ENG – libro online]

Sito di AbbottBall, pagina sul Nitinol [ENG]

Esempio di utilizzo del Nitinol: le montature degli occhiali [ENG]

Presentazione completa powerpoint originale in inglese, traduzione italiana a cura di Veronica Remondini.