علماء روس يتمكنون من إطالة عمر الفولاذ حتى 3500 ضعف

ولا يزال الفولاذ المادة الهيكلية الأساسية لتصنيع أجزاء الآلات والمعدات التكنولوجية في جميع القطاعات الصناعية. وتُستخدم حاليا طرق متنوعة لزيادة مقاومة الفولاذ للتآكل وإطالة عمره الافتراضي، ويمثل زرع الأيونات أحد الأساليب الواعدة، إذ

ومع ذلك، فإن تطبيقه محدود بسبب صغر عمق الطبقة المُعدلة نسبيًا، والذي قد لا يكون كافيًا لظروف التشغيل الحرجة التي تتطلب مقاومة طويلة الأمد للأحمال الميكانيكية.

وأظهر علماء جامعة تومسك التقنية الروسية نهجًا يمكّن من تكوين طبقات مُطعّمة بالأيونات بسماكات تتراوح من بضعة ميكرومترات إلى عشرات الميكرومترات، إذ تجمع هذه الطريقة بين عمليات عدة تؤثر على البنية المجهرية للمادة وخصائصها والتي تتلخص في النقاط التالية:

وأوضحت أولغا كورنيفا، المؤلفة المشاركة في الدراسة والباحثة في مختبر زرع الأيونات عالي الكثافة بالجامعة: "يحلّ التبريد فائق السرعة مشكلة خفض درجة حرارة المادة الأساسية أثناء الزرع إلى مستوى لا يؤدي إلى تدهور الخصائص. من ناحية أخرى، يمكن أن يؤثر التبريد فائق السرعة، حتى من دون إضافة أيونات، بشكل كبير على البنية المجهرية وخصائص التشغيل للمادة من خلال تأثير التبريد الفائق".

وأدى تأثير طاقة حزمة أيونات التيتانيوم النبضية عالية الطاقة، والتي تستغرق أقل من جزء من الألف من الثانية، على سطح فولاذ "AISI 420" إلى زيادة مقاومة التآكل بمقدار 50 ضعفًا.

والهدف النهائي هو تطوير تقنية قابلة للتطبيق في المنشآت الصناعية القائمة لزيادة مقاومة التآكل ومتانة المنتج، بالإضافة إلى ابتكار أنواع جديدة أو محسّنة من المنتجات، كقطع غيار الآلات.