Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi si propone di esplorare un approccio innovativo nella sintesi di composti intermetallici di alluminuri di nichel e titanio, utilizzando come materie prime polveri esauste provenienti da processi di additive manufacturing. Questo ambito di ricerca si colloca all'incrocio tra la sostenibilità e la sintesi avanzata di materiali, con l'obiettivo di trasformare rifiuti industriali in risorse preziose e contribuire al progresso della metallurgia. Le polveri esauste di Inconel625, AlSi10Mg e Ti6Al4V, originate dai processi di Selective Laser Melting presso l’azienda ADDITIVA S.r.l, rappresentano una fonte di materiali di elevata qualità, precedentemente destinati allo smaltimento. La crescente consapevolezza ambientale e la necessità di ridurre l'impatto ecologico delle attività industriali hanno spinto la ricerca verso approcci innovativi, come l'utilizzo di queste polveri esauste, al fine di contribuire alla circular economy e alla sostenibilità nel settore metallurgico. La scelta di concentrarsi sulla sintesi di composti intermetallici di alluminuri di nichel e titanio emerge come parte integrante di questa prospettiva. Tali intermetallici sono noti per le loro proprietà meccaniche e termiche eccezionali, rendendoli materiali di grande interesse in settori quali l'aeronautica, l'ingegneria aerospaziale e l'industria delle alte prestazioni. L'obiettivo, quindi, è di trasformare le polveri esauste in nuovi materiali di valore, contribuendo così a ridurre la dipendenza dalle risorse primarie e adottando un approccio più circolare e responsabile. Questo studio si concentrerà sulla possibilità di ottenere intermetallici di interesse industriale sfruttando le reazioni di Combustion Synthesis, quali sintesi reattiva auto-propagante (SHS) e sintesi reattiva assistita da microonde. I campioni ottenuti dalle reazioni di CS sono stati analizzati mediante Microscopio Elettronico a Scansione (SEM) al fine di identificare le fasi formatesi. La conferma dell’ottenimento di fasi intermetalliche è stata ottenuta mediante Diffrazione a Raggi X (XRD). In conclusione, è stato possibile dimostrare come le reazioni di Combustion Synthesis, partendo da compatti di polveri esauste, abbiano portato alla formazione di fasi intermetalliche di interesse industriale.
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Abstract
The aim of this thesis is to explore an innovative approach in the synthesis of intermetallic compounds of nickel aluminides and titanium, using spent powders from additive manufacturing processes as raw materials. This area of research lies at the intersection of sustainability and advanced materials synthesis, with the aim of transforming industrial waste into valuable resources and contributing to the advancement of metallurgy. Spent Inconel625, AlSi10Mg and Ti6Al4V powders, originating from the Selective Laser Melting processes at ADDITIVA S.r.l, represent a source of high-quality materials previously destined for disposal. Growing environmental awareness and the need to reduce the ecological impact of industrial activities have pushed research towards innovative approaches, such as the use of these spent powders, in order to contribute to the circular economy and sustainability in the metallurgical sector. The decision to focus on the synthesis of intermetallic compounds of nickel and titanium aluminides emerges as an integral part of this perspective. Such intermetallics are known for their outstanding mechanical and thermal properties, making them materials of great interest in sectors such as aeronautics, aerospace engineering and the high-performance industry. The aim, therefore, is to transform spent powder into valuable new materials, thus helping to reduce dependence on primary resources and adopting a more circular and responsible approach. This study will focus on the possibility of obtaining intermetallics of industrial interest by exploiting Combustion Synthesis reactions, such as self-propagating reactive synthesis (SHS) and microwave-assisted reactive synthesis. The samples obtained from the CS reactions were analysed by Scanning Electron Microscopy (SEM) in order to identify the phases formed. The confirmation of intermetallic phases was obtained by X-Ray Diffraction (XRD). In conclusion, it was possible to demonstrate how Combustion Synthesis reactions, starting from spent powder compacts, led to the formation of intermetallic phases of industrial interest.
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