L'EPFL crée de l'or inrayable

C’est en combinant un alliage d’or avec du carbure de bore, une céramique extrêmement dure utilisée notamment pour fabriquer des gilets pare-balles, que les scientifiques de l’EPFL ont réussi à fabriquer l’or 18 carats (75% d’or) le plus dur au monde. Sa dureté atteint les 1000 Vickers. Elle est donc supérieure à celle de la plupart des aciers trempés (environ 600 Vickers). Il ne peut donc pratiquement pas être rayé, sauf par le diamant. Cette découverte est le fruit d’une collaboration de trois ans entre l’équipe du Professeur Andreas Mortensen, directeur du laboratoire de Métallurgie Mécanique à l’Institut de Matériaux de l’EPFL, et l’entreprise suisse de montres Hublot.
Infiltration sous pression
Le processus d’élaboration du matériau est relativement complexe. Le carbure de bore sous forme de poudre est chauffé à une température de près de 2000°C, afin que se forme, par frittage, une structure rigide et poreuse. Un alliage d’or liquide en fusion est ensuite infiltré à très haute pression dans les pores de cette structure, puis solidifié pour produire un matériau composite exempt de pores. Le matériau final se compose ainsi de deux familles de cristaux intimement imbriquées dans l’espace, à la façon de deux labyrinthes tridimensionnels. L’or liquide utilisé étant à la base un alliage d’or 24 carats et d’aluminium (3%) réalisé au préalable pour un premier renforcement : l’or final contient ainsi 3% d’aluminium, 75% d’or et 22 % de carbure de bore.
La difficulté : la limite des 18 carats
Par définition, l’or est très mou. Le fait de le durcir à ce point tout en maintenant la limite des 18 carats a constitué un vrai challenge pour les chercheurs de l’EPFL. Ils ont privilégié l’approche composite céramique-métal. Les matériaux composites sont créés en combinant artificiellement plusieurs matériaux, qui conservent leur individualité une fois assemblés. Ils se distinguent ainsi des alliages, où les atomes se mélangent pour former au final un matériau homogène. L’avantage des composites, c’est qu’ils comportent des propriétés qui ne peuvent être obtenues autrement.
A voir à BaselWorld
Les chercheurs de l’EPFL ne sont pas les premiers à jouer avec différents matériaux, dans le but de rendre l’or plus solide. Ils sont cependant les seuls à avoir atteint une telle dureté dans de l’or 18 carats. Les premières montres réalisées à l’aide de ce nouvel or seront présentées en 2012 à la Foire de Bâle (BaselWorld).