نجح باحثون في تقوية سبيكتين معدنيتين عبر تنظيم العيوب داخل بلوراتهما بشكل متعمد، وفق تقرير لجامعة ولاية أوهايو نشره موقع تك إكسبلور في 18 أكتوبر. وأظهرت الدراسة، المنشورة في مجلة ساينس يوم 15 أكتوبر، تحسناً في مقاومة الإجهاد والتشوه التدريجي عند درجات الحرارة المرتفعة، من دون تغيير التركيب الكيميائي الإجمالي للسبيكتين.
يضم الفريق الباحث الرئيسي أندرياس بيتسولد، الأستاذ المساعد الملحق بجامعة ولاية أوهايو في الولايات المتحدة. وقالت الجامعة إن الطريقة تستند إلى أبحاث سابقة حول عيوب مجهرية تنشأ أثناء التشوه. وتهدف إلى جعل البنى المعززة للقوة جزءاً مقصوداً من تصميم المواد، مع فوائد محتملة لمتانتها واستمرارها في الخدمة.
بدأ الباحثون بتشويه بلورات سبيكة فائقة أساسها الكوبالت والنيكل، وسبيكة من الكوبالت والكروم والتنغستن، ثم طبقوا الحرارة لتعتيق المواد. وبحسب الجامعة، أنتجت هذه المعالجة على مرحلتين بنى كثيفة ذات سماكة ذرية. وبذلك تغير الطريقة التنظيم الداخلي للمادة بدلاً من تغيير تركيبتها الإجمالية.
ربط التصوير بالمجهر الإلكتروني النافذ والمحاكاة الحاسوبية زيادة القوة بترتيب الذرات حول العيوب. وأوضح مايكل ميلز، المشارك في الدراسة وأستاذ علم المواد في جامعة ولاية أوهايو، أن العيوب ذات البنية المناسبة يمكن أن تعزز المادة. وتتعلق النتائج ببنى داخلية مصممة لهذا الغرض، وليس بفائدة عامة تنتج عن أضرار عشوائية.
وحددت الجامعة محركات توربينات الطائرات وآلات محطات توليد الكهرباء بوصفها استخدامات مستقبلية محتملة، لأنها تعمل في درجات حرارة مرتفعة. وتبقى هذه التطبيقات آفاقاً محتملة؛ فالتقرير يصف أبحاثاً على السبائك ولا يعلن استخدامها في معدات تجارية. وقال بيتسولد إن الفريق يأمل أن توسع الطريقة الخيارات المتاحة لمهندسي المواد.
التعليقات