G. Albertini · V. Calbucci · F. Cardone · A. Petrucci · F. Ridolfi
Abstract
L'obiettivo di questo lavoro è un'attenta indagine chimica del danno strutturale prodotto dalla esposizione di una barra di ferro a onde di pressione generate utilizzando una macchina ad ultrasuoni (chiamato reattore R-1-S). Oltre alla emissione di lampi di neutroni, il trattamento ad ultrasuoni ha causato la comparsa di zone di danno macroscopico (circa 1 mm) sulla superficie esterna della barra. La microscopia ottica in luce riflessa e la microscopia elettronica a scansione (ESEM) hanno dimostrato che queste zone esterne danneggiate sono caratterizzate da microcrateri e sono ricoperte da un sottile strato di materiale amorfo e fratturato. Con l'osservazione ad elettroni dispersi (BSE), questo materiale presenta una lucentezza più bassa rispetto alla superficie di ferrite intatta. In aggiunta, è stato trovato all'interno della barra una zona ad elevata densità di cavità deformate (~1300 per mm2) con pareti irregolari e dimensioni massime di 10 micron. Queste microcavità deformate sono parzialmente riempite con un materiale composto da un insieme caotico di particolato con granulometria inferiore al micron (molto probabilmente amorfi). Un'attenta indagine compositiva del materiale caotico all'interno delle microcavità utilizzando i dati semi-quantitativi ottenuti con raggi X a dispersione di energia ESEM (EDS) ha dimostrato che è composto principalmente di carbonio, manganese e cromo. Questi elementi si trovano in quantità inferiori anche all'interno della matrice ferritica intatta. Al contrario, la superficie danneggiata circostante i crateri è caratterizzata da elementi non presenti affatto nella ferrite (cioè O, Cl, K, Cu); elementi la cui presenza non può essere attribuita ad inclusioni non metalliche o contaminazioni durante la fabbricazione. Questi risultati sono anche difficili da spiegare con le leggi della fisica generalmente accettate; tuttavia, essi sembrano concordare con una recente teoria che prevede la deformazione dello spazio-tempo locale e la violazione dell'Invarianza Locale di Lorentz. Tale violazione dovrebbe avvenire in seguito al collasso di micro-discontinuità interne ai materiali (micropori) esposti ad onde ultrasoniche di pressione con conseguente raggiungimento di una densità di energia riferita al tempo sufficiente a superare la soglia prevista dalla teoria spazio-tempo deformato, innescando in questo modo, un nuovo tipo di reazione nucleare. Seguendo questa teoria, il materiale ricco di C, Mn e Cr caotico all'interno delle microcavità è il prodotto del collasso a simmetria sferica di micropori interni alla ferrite, mentre la presenza di nuovi elementi all'interno delle zone danneggiate a forma di cratere sulla superficie della ferrite può essere attribuito al collasso catastrofico delle pareti dei pori presenti sotto la superficie derivanti da microesplosioni.
Appl Phys A (2014) 114:1233–1246 DOI 10.1007/s00339-013-7876-z
Link: http://link.springer.com/article/10.1007/s00339-013-7876-z
