OXYTHERM - Thermophysical properties of Liquid Alloys under Oxygen Influence, final report of ASI 2013-027-R.0

La presente attività di ricerca si inserisce nell'ambito del progetto ESA "OXYTHERM" (AO-2009-1136) con l'obiettivo di preparare e supportare gli esperimenti che saranno condotti sulla facility sperimentale MSL-EML nella stazione spaziale internazionale. Tali esperimenti hanno lo scopo condotti allo scopo di valutare, anche in condizioni di microgravità, l'influenza della pressione parziale di ossigeno e delle condizioni fluidodinamiche dei processi di trasporto tra fase gas e fase liquida, sulla tensione superficiale e altre proprietà termo fisiche di leghe binarie e sistemi più complessi di interesse industriale. I risultati ottenuti saranno di utilità per l'ottimizzazione dei processi tecnologici quali saldatura, processi di giunzione, casting, crescita di monocristalli, produzione di materiali compositi e schiume metalliche. Nonostante la fenomenologia dei processi di interazione con ossigeno siano a livello industriale così determinanti nell'ottenere un prodotto finale di elevata qualità ed esente da difetti, la letteratura a disposizione e' carente e poco contribuisce a chiarire sopratutto i meccanismi di interazione (adsorbimento e formazione di fasi di ossido stabile) e trasporto all'interfaccia metallo liquido-atmosfera. Per questo motivo, la ricerca qui presentata focalizza il suo programma e la sua attività nello studiare, tramite un approccio combinato teorico-sperimentale, il comportamento di alcuni sistemi binari scelti come sistemi modello (Ag-Cu e Cu-Sn) nei confronti di atmosfere più o meno ossidanti. La campagna sperimentale di supporto a terra, è stata organizzata seguendo uno studio sistematico dei parametri operativi in un ampio intervallo di composizione e temperatura. Le misure di tensione superficiale sono state eseguite su metalli puri e leghe binarie sia in condizioni riducenti, sia in condizioni di ossidazione controllata.