Un alliage métallique ressemble à un cocktail : on mélange plusieurs éléments et on obtient un matériau aux nouvelles propriétés. Mais si le barman goûte la boisson, les ingénieurs, eux, doivent savoir à l'avance comment l'alliage se comportera en service. Par exemple, supportera-t-il les hautes températures et ne perdra-t-il pas sa capacité à conduire le courant ?
Une équipe de chercheurs a proposé une méthode qui permet d'évaluer rapidement trois caractéristiques clés d'un alliage : la résistance électrique, la conductivité thermique et la capacité thermique. Au lieu de longs essais en laboratoire, ils utilisent un modèle de calcul basé sur la composition de l'alliage. Le modèle a été testé sur des alliages de tungstène, de tantale et de vanadium, ainsi que de niobium, de molybdène et de tantale. Les prédictions correspondent aux données expérimentales sur une large plage de températures, de la température ambiante à 1300 kelvins.
L'alliage W53Ta42V5 a suscité un intérêt particulier : sa résistance électrique ne change presque pas lorsqu'on le chauffe de 300 à 1300 kelvins. Un tel comportement est utile pour les instruments de précision qui nécessitent une stabilité. Les auteurs espèrent que leur approche accélérera la recherche de nouveaux matériaux pour l'énergie, l'électronique et l'aérospatiale.
Les alliages de plusieurs métaux se comportent souvent non pas comme une « moyenne arithmétique » de leurs composants : l'ajout de seulement 5 % de vanadium peut modifier sensiblement la résistance de tout le matériau.