جامعة روسية تطور سبائك ألومنيوم ضوئية أقوى بـ20%
16:47 GMT 01.07.2022 (تم التحديث: 17:04 GMT 01.07.2022)
© Fotolia / Alicjane
تابعنا عبر
تمكن علماء من الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية الروسية "ميسيس" من إضافة قوة وموثوقية لسبائك الألومنيوم الخفيفة.
ووفقا للباحثين، فقد أظهرت عينات من مركبات الألومنيوم مع إضافة ألياف الكربون النانوية، زيادة بنسبة 20 في المئة في الصلابة وتغيرات كبيرة في بنية المادة على المستوى الجزئي.
يقول الخبراء إن الألمنيوم والسبائك التي تعتمد عليها من المواد الأساسية في الصناعة والتكنولوجيا الحديثة بدون هذا المعدن الخفيف والميسور التكلفة والمتعدد الاستخدامات، من المستحيل تخيل النقل أو الإنشاء أو الإلكترونيات أو صناعة الطيران.
علماء جامعة "ميسيس" يصنعون سبائك ألومنيوم ضوئية أقوى بـ20%، لنشرها على نطاق واسع في مختلف مجالات التكنولوجيا الفائقة في المستقبل pic.twitter.com/lsDkWV6zoW
— sputnik_ar (@sputnik_ar) July 1, 2022
ومع ذلك، لاحظ العلماء أنه من الضروري زيادة الخصائص الميكانيكية لسبائك الألومنيوم من أجل زيادة القوة المحددة للأجزاء (نسبة الوزن إلى القوة) وجعل الخصائص الميكانيكية والخصائص الوظيفية للمواد تتماشى مع متطلبات التكنولوجيا الحديثة المتقدمة، مهمة ملحة اليوم.
"بشكل عام ، هناك طريقتان فقط لتحسين خصائص أداء السبيكة: إنشاء مادة مركبة جديدة ذات تركيبة أكثر تعقيدًا أو معالجة سطح المنتجات النهائية من خلال تطبيق طلاء إضافي. لقد جمعنا بين كلا النهجين وحققنا التآزر تأثير عدة عوامل عند التفاعل مع أكسيد الألومنيوم الصغير الحجم وألياف الكربون النانوية الحجم "،
أوضح إيفان بيليفين، الباحث في مختبر "تحفيز ومعالجة الهيدروكربونات" بالجامعة "بشكل عام، هناك طريقتان فقط لتحسين خصائص أداء السبيكة: إنشاء مادة مركبة جديدة ذات تركيبة أكثر تعقيدًا أو معالجة سطح المنتجات النهائية من خلال تطبيق طلاء إضافي. لقد جمعنا بين كلا النهجين وحققنا تأثيرا تآزريا لعدة عوامل عند تفاعل أكسيد الألومنيوم الصغير الحجم وألياف الكربون النانوية الحجم".
وتم أخذ عينات الألمنيوم المصبوب والطباعة ثلاثية الأبعاد كأساس ، وتمت زيادة خصائص السطح من خلال تطبيق طلاء مركب باستخدام طريقة الرش البارد.
وأوضح أن الطلاء المركب Al-Al2O3-UNV يعتمد على خليط مسحوق من المواد الخام الصناعية لإنتاج الألومنيوم - الألومينا، أو أكسيد الألومنيوم - مع إضافة 30 في المائة من جزيئات المعدن النقي. ووفقا له، أثناء عملية التوليف، يتم سحق جزيئات الألومنيوم عندما تصطدم بأكسيد أكثر صلابة ، مما يؤدي إلى ملء الفراغات في هيكلها. توفر هذه التركيبة من الجسيمات الصلبة والبلاستيكية تثبيتًا قويًا (رابطة) للطلاء على سطح جزء الألومنيوم.
من ناحية أخرى، يشرح العلماء أن ألياف الكربون النانوية تتغلغل في الفراغ الموجود بالفعل بين جزيئات مسحوق المعدن، وتزيد من الكثافة على المستوى الجزئي وتقلل بشكل كبير من عدد الشقوق والفراغات، وتزيد من صلابة وقوة المادة المطبقة. طلاء. أدت إضافة 1.5%فقط من ألياف الكربون النانوية إلى زيادة بنسبة 20% في صلابة الطلاء.
العامل النشط الثالث، حسب رأيهم، هو الخصائص الاحتكاكية العالية للكربون - وهذا يساهم أيضا في تكوين بنية طلاء كثيفة خالية من العيوب بسبب "التزييت" أثناء اصطدام الجسيمات. علاوة على ذلك، من المحتمل أن تؤدي إضافة الكربون إلى الطلاء إلى تحسين خصائص الاحتكاك ومقاومة التآكل بسبب "التشحيم الذاتي" (التشحيم في الموقع ، والتزييت الذاتي).
بالإضافة إلى هذه العوامل ، يؤكد العلماء أن طريقة التوليف المختارة بشكل صحيح مهمة أيضًا.
وتابع بيلفين "عند تصنيع الطلاءات بطرق أخرى، تنشأ مشكلة انتقالات الطور، والتي تكون مؤلمة بشكل خاص للألمنيوم مع نقطة انصهارها المنخفضة. تذوب الجزيئات المعدنية الموجودة على سطح الترسيب وتتصلب مرة أخرى - أي أن بنية المادة مضطربة، إضافية يظهر الإجهاد داخل المادة. لذلك ، عملنا باستخدام طريقة الترسيب البارد - وأظهرنا بوضوح فوائد هذا الحل".
العلماء واثقون من أن الدراسة ذات أهمية عملية كبيرة ليس فقط لتحسين خصائص سبيكة ألومنيوم معينة، ولكن للعديد من الأجزاء لأغراض مختلفة. يتم إيلاء اهتمام خاص لمعالجة المواد بعد الطباعة ثلاثية الأبعاد ، حيث أن هذه هي المهمة العلمية الأكثر صلة وتطلبًا. الخطط الفورية للفريق العلمي هي الحصول على مركبات مع البنية الدقيقة المطلوبة للطاقة والطب الحيوي والتطبيقات الأخرى.
