علم المواد والتطبيقات الصناعية «روسيا إنموذجًا»

[Makeyev]

​

علم المواد والتطبيقات الصناعية​
«روسيا إنموذجًا»​

​

علم المواد​

هو أحد فروع العلوم التطبيقية الذي يهتم بدراسة وتقويم وفهم العلاقة بين التركيب الكيميائي البنائي للمواد وخواصها بهدف تحسين هذه الخواص لجعلها أكثر ملائمة للتطبيقات المختلفة، ويركز علم المواد أيضًا على إمكانية التوصل إلى مواد جديدة ذات صفات متميزة تتلائم والاستخدامات المتعددة.​ ويشكل علم المواد أحد الأسس الرائدة في بناء وقيام الحضارة، فالمنشآت الضخمة والمشروعات الإنتاجية العملاقة دليل على أهمية علم المواد وشاهد على الدور الأساسي الذي يسهم به في إنشاء هذه المنشآت وتحقيق الأهداف الإنتاجية لتلك المشاريع، وأقرب مثال على هذا ما نشاهده من صواريخ حاملة للمركبات والأقمار الصناعية تنفث اللهب الحارق خلفها لتصل إلى درجة الحرارة فيه إلى نحو 2000°م، فأين تلك المواد الطبيعية التي تتحمل درجات الحرارة هذه؟ وأين هي من الصمود أمام إنطلاق هذه الصواريخ؟، لقد أنتج البحث المستمر في علم المواد مواد يمكنها أن تقوم بهذا الدور بكفاءة عالية.​

د. إبراهيم صالح المعتاز​

​

الإشكاليات التي تطرح لتطوير علم المواد:​

• الأبحاث في هذا المجال تتطلب مبالغ مالية ضخمة (احتمالية الفشل في الوصول إلى المواد المطلوبة من الأموار الواردة)
  ​
• لا يمكن اختصار الأبحاث في هذا المجال بمجرد زيادة المبلغ فالخبرات التراكمية تولد من التجارب التي تمتد إلى أشهر وسنوات وعقود من الزمن
  ​
• غياب الأولويات والخطط الواضحة: من أين نبدأ؟ ومن يتحمل المسؤولية (الحكومة بشكل كامل – شراكة بين القطاع الحكومي والقطاع الخاص – القطاع الخاص بشكل كبير مع دعم ضئيل من الحكومة – القطاع الخاص بشكل كامل)؟​

مقترحات:​

• البحث العلمي: زيادة الاهتمام بالبحث العلمي وتسجيل براءات الاختراع والترويج لها لتحقيق مكاسب اقتصادية تغطي التكاليف المالية كما أنها تدعم استمرار الأبحاث حتى لا تصبح عبأ مالياً بلا مردود اقتصادي
  ​
• التعليم والكفاءات: هيكلة النظام التعليمي بحيث يُنمّي الجانب البحثي في جميع مراحل التعليم ولا يقتصر الأمر على الدراسات العليا (الماجستير - الدكتوراه) مع الاهتمام في تطوير الكفاءات وإشراكها في حل مشاكل القطاع الحكومي والخاص! ومما يظهر أن الاستاذ الحاصل على شهادة الدكتوراه مع خبرة عملية في إحدى الشركات أو لديه تعاون مع إحدى الشركات يكون لديه فهم أعمق وإلمام أوسع في المجال التطبيقي!
  
  ملاحظة: لا غنى للشركات المبتكرة والمطورة للتكنولوجيا من الشراكة مع الجامعات أو بعض طاقم الهيئة التدريسية في الجامعات من الحاصلين على شهادة الدكتوراه في إجراء الأبحاث أو أفتتاح قسم للأبحاث ضمن الشركة وتوظيف حملة شهادة الدكتوراه!
  

  

  ​
• تبني نظرية تريز وهي الحروف الأولى لكلمة روسية الأصل وتعني بالعربية نظرية الحل الابتكاري للمشكلات قام بتطويرها العالم الروسي جينريتش ألتشولر حيث تميزت هذه النظرية عن غيرها بأنها تستخدم طرقاً فريدة وغير تقليدية في حل المشكلات بوسائل إبداعية رائعة وتحفز نحو التفكير الابتكاري والإبداعي.
  ​
• شراء المعرفة (know-how): يوجد مراكز بحثية تقوم ببيع المعرفة وبراءات الاختراع
  ونقل التقنية: العديد من الشركات والجامعات والمنظمات الحكومية الآن لديها مكتب نقل التقنية مخصصة لتحديد البحوث التي لها فوائد تجارية محتملة واستراتيجيات لكيفية استغلالها.
  
  تجربة شركتي Siemens و GE في المملكة العربية السعودية!
  

  

  ​

للمزيد في هذه المشاركة​

https://defense-arab.com/vb/threads/108960/post-4010549​

​

البنية التحتية​

وللإنطلاق في مجال الصناعة لا بد من تجهيز البنية التحتية للتحول إلى دولة صناعية!

​

أولا: المراكز البحثية​
لا يمكن الإنطلاق في مجال علم المواد إلا من خلال إنشاء المراكز البحثية المتخصصة في هذا المجال! فهي النواة الأولى للإنطلاق في عالم التصنيع​

حيث تمتلك روسيا العديد من المراكز البحثية المتخصصة في علم المواد وعلى سبيل المثال لا الحصر
- معهد عموم روسيا علم مواد الطيران
- معهد بروميتي المركزي للبحوث العلمية للمواد الإنشائية
- معهد بوشفار لأبحاث المواد غير العضوية

​

ثانيا: المصانع​
هي مصانع متخصصة لها القدرة على إنتاج مواد أو سبائك تختلف في خواصها عن خواص العناصر المكونة لها​

وهنا قائمة لبعض المصانع الروسية

​

---

​

بعض مجالات تطبيقات علم المواد​

​

في المجال النووي​

صناعة وعاء الضغط (Pressure Reactor Vessel)​

يلاحظ أن الوعاء الروسي مقارنة بالأمريكي والفرنسي-الألماني والكوري يتفوق على نظرائه ، فنرى أن إرتفاعه هو الأقل من نظرائه! وأن سماكة جدار الوعاء هي الأقل 197.5 وضغط الوعاء 17.6 ميغاباسكال هي الأعلى مع نظيره الفرنسي-الألماني! أما درجة حرارة التصميم فتبلغ 350 درجة مئوية أقل بدرجة من الوعاء الفرنسي-الألماني ، أما وزن النقل فهو الأخف 330 طن، أما في الوزن المخصص حيث يتم حساب مقدار الميغاواط من الطاقة نسبة للوزن فهي الأقل في الروسي حيث تبلغ 0.28 طن لكل ميغاواط منتجة! وهذا راجع لسبائك الفولاذ المستخدمة في الوعاء الروسي! حيث نرى أن الوعاء الكوري هو الأطول وسماكة جدار الوعاء هي الأكبر وأقل في ضغط الوعاء وأقل في درجة حرارة الوعاء والأثقل وزنا والأثقل في الوزن المخصص!

وهذا يجيب على تساؤول أحد الأعضاء عن الفرق بين وعاء الضغط الروسي ووعاء الضغط الذي تم تصنيعه من قبل شركة الزامل!​

وش الفرق بينه وبين وعاء الزامل​

السر يكمن في علم المواد!

​

وأحد الاتجاهات الواعدة الجديدة هو تطوير وبحث وتطبيق سبائك التيتانيوم المقاومة للتآكل لهياكل بدن المفاعل النووي (VVER) والمولدات البخارية المتقدمة لمحطات الطاقة النووية.​

​

الوقود النووي​
تمتلك روسيا مركزا بحثيا متخصصا في تطوير المواد الخاصة بصناعة الوقود النووي (فهناك الجيل الأول والجيل الثاني والجيل الثالث والجيل الرابع)​

في عام 2018 أعلنت شركة TVEL عن التعديل الجديد للوقود النووي للجيل الرابع TVSA-T.mod.2 مع ارتفاع مؤشرات الموثوقية واستهلاك اليورانيوم والذي تم تحميله في مفاعل الوحدة رقم 2 في المحطة النووية Temelin NPP (VVER-1000)

​

وجرى مؤخرا الحديث عن إنهيار الوقود النووي في المفاعل الصيني حيث تمتلك قضبان الوقود النووي عوازل لضمان السلامة:​
أولا: يتم صناعة حبيبات الوقود النووي عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية وتكتسب خصائص السيراميك​
ثانيا: كسوة قضيب الوقود تتميز بمقاومتها العالية للتآكل وتم صناعتها من سبائك الزركونيوم من درجة صالحة للاستعمال في المفاعلات النووية​

​

السمة الخاصة للوقود النووي TVS-K هي استخدام نوعين من سبائك الزركونيوم الروسية. وهي سبيكة E110 لكسوة قضيب الوقود وسبيكة E635 لهيكل تجميع الوقود. ومن وجهة نظرنا ، فإن الجمع بين هاتين المادتين ، بخصائصهما المختلفة قليلاً ، هو ما يمكّن العملاء من تحقيق نتائج جيدة في التشغيل والأداء والموثوقية للوقود على المدى الطويل. وتواصل شركة TVEL في تحسين هذه السبائك ، وتحسين خصائصها الميكانيكية وسلوكها داخل المفاعل النووي.​

​

وفي عام 2016 ، أعلنت شركة Global Nuclear Fuel و الشركة الروسية TVEL عن توقيع إتفاقية لتزويد المفاعلات الأمريكية العاملة بالماء المضغوط بالوقود النووي.

وتقوم الشركة الروسية بتصميم الوقود النووي TVS-K للمفاعلات العاملة بالماء المضغوط وهي مخصصة لمفاعلات المبنية على تصاميم شركة Westinghouse ، وقد تم تصميم هذه النوعية من الوقود للمنافسة في السوق الغربية حيث يختلف تصميم الوقود النووي للمفاعلات الروسية حيث يتميز الروسي بشكله السداسي بينما الغربي بشكله الرباعي!

​

إمتلاك مفاعلات نووية لتطوير مواد جديدة​

مفاعل الأبحاث BOR-60

الدكتور جون بارمينتولا (عَمِلَ في منصب نائب الرئيس الأول في جنرال أتوميكس في الفترة من 2009 إلى 2015)​

حاليًا ، لا توجد منشأة أمريكية تتمتع بخصائص الأداء العالي المطلوبة لإجراء هذا النوع من البحث. أفضل ما لدينا هو مفاعل الاختبار المتقدم في مختبر أيداهو الوطني ، ومفاعل النظائر عالية التدفق في مختبر أوك ريدج الوطني ، لكن كلاهما غير مناسب لعدد من الأسباب. والأفضل في العالم هو في روسيا (BOR-60) ، ولكن هذا سيتم إغلاقه قريبًا لأسباب أخرى. على أي حال ، قد يبدو من الغريب تطوير مثل هذه التكنولوجيا للأمن القومي في روسيا.​

وحاليا يتم بناء المفاعل النووي MBIR وهو الأفضل من حيث الأداء​

​

أجهزة الطرد المركزي​

عند صناعة أجهزة الطرد المركزي الروسية قام العالم الروسي جوزيف فريدلاندر بتطوير سبائك الألومنيوم V96ts لحل مشكلة إنسيابية المعدن!​

وفي عام 2017 ، أدت الجهود المشتركة للمطورين والمصممين والمختبرين والمشغلين إلى زيادة عمر أجهزة الطرد المركزي المتسلسلة إلى حد كبير: من ثلاثة إلى خمسة أعوام في نماذج الجيل الأول إلى 35 عاماً في الآلات الحديثة. أي أن دوار جهاز الطرد المركزي الحديث سيستمر لمدة 35 سنة بسرعة تزيد على 1500 دورة في الثانية.

وتشير التقديرات إلى أن كل جيل جديد من أجهزة الطرد المركزي الغازي الروسية لتخصيب اليورانيوم تزيد إنتاجيته بنسبة 50٪ تقريبًا عن الجيل السابق.​

أما أجهزة الطرد المركزي فوق الحرجة ، بما في ذلك ما يسمى بـ "الجيل التاسع" ، تتجاوز الترددات الاهتزازية الرنانة أثناء التسارع. فقط الانتقال إلى أجهزة الطرد المركزي فوق الحرجة مكّن المصممين الروس من تحقيق قفزة أخرى في زيادة أداء أجهزة الطرد المركزي الغازية.
​

أصبح هذا ممكناً ، أولاً وقبل كل شيء ، بفضل استخدام مواد جديدة في تصميم الدوار ، وهي مواد تتحمل الأحمال الثقيلة.​

​

للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع​

إيران وأجهزة الطرد المركزي الغازي​

 

[Makeyev]

المجال العسكري​

عند صناعة الرأس النووي لصاروخ R29RKU-01​

تم تطوير رأس حربي جديد للصاروخ R-29RM وخضع لاختبارات تطوير الطيران في ظل ظروف دخول مختلفة. وتم استخدام مادة مركبة متقدمة من نوع C-C (كربون-كربون) لأول مرة للرأس الحربي.​

وكذلك عند صناعة الصواريخ الاستراتيجية​

سَمحت المواد المركبة الجديدة بالتعامل مع مشكلة إبقاء المركبة المجنحة تحت السيطرة أثناء رحلة طويلة وسط البلازما. في الواقع ، أثناء الاقتراب من الهدف يبدو وكأنه نيزك. كرة نارية. وقد تصل درجة الحرارة على سطحه إلى 1600-2000 درجة مئوية. ويظل التحكم في المركبة المجنحة موثوقًا به طيلة الرحلة.​

​

حاويات الصواريخ الإستراتيجية​

قامت روسيا بإستبدال الحاويات المصنوعة من الفولاذ بحاويات مصنوعة من ألياف الزجاج وهو ما يعتبر نقلة نوعية لقطاع الصواريخ الاستراتيجية!

حاوية الإطلاق المتنقلة (MLC) هي عبارة عن أسطوانة من صنوعة من الألياف الزجاجية ، يتم فيها وضع الصاروخ. نظرًا لأن الصاروخ يكون جاهزاً للأغراض العسكرية ، فإنه يخرج من المصنع في حاوية إطلاق متنقلة ، ويتم نقله وتخزينه فيها وإطلاقه منها أيضًا. أتاح استخدام البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية إمكانية تقليل كثافة اليد العاملة وكثافة الفولاذ لإنتاج حاويات الإطلاق المتنقلة ، لتقليل وزن البناء مرتين وتقوية المواد المنتجة. إلى جانب ذلك ، سمح استخدام حاوية الإطلاق المتنقلة ببناء مجمع صاروخي متنقل.​

​

للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع​

آلية تحميل الصواريخ الإستراتيجية (روسيا × أمريكا)​

خطوط الأنابيب للقوات الروسية

استبدلت روسيا الأنابيب الفولاذية بمواد مركبة حيث أعطت المواد المصنوعة منها الأنابيب خفة في الوزن مع قوة تحمل ونطاق درجة حرارة أقل من 60 درجة تحت الصفر وأعلى من 50 درجة مئوية وعمر خدمة يصل إلى 25 سنة!

وحصلت الشركة على براءة اختراع في هذا المجال حيث يتكون الأنبوب من ثلاثة طبقات!​

يتكون جسم الأنابيب من ثلاث طبقات، تتكون الطبقة الداخلية منها من سبائك الألومنيوم قابلة للتشوه وتضمن عدم نفاذ العنصر الخطي إلى الوسط المنقول، ولكنها لا تدرك القوى التي تؤثر على الأنبوب. تمتص الطبقة الوسطى هذه القوى وهي مصنوعة من بلاستيك الإيبوكسي عالي القوة. تحمي الطبقة الخارجية الطبقة الوسطى من تأثير الأشعة فوق البنفسجية وتوفر إشارة أو تلطيخًا بالإخفاء اعتمادًا على الغرض من العنصر الخطي. الأجزاء الطرفية مصنوعة من سبائك الألومنيوم عالية القوة ومرتبطة بالطبقة الداخلية من الأنبوب برابطة لاصقة، وتغطيها الطبقة الوسطى بواسطة السيقان.​

​

للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع​

قوات خطوط الأنابيب الروسية - تشكيل فريد من نوعه​

الأحذية العسكرية​

واجه الاتحاد السوفيتي في الأيام الأولى للحرب الوطنية العظمى مشكلة نقص الأحذية للجنود!
وقد نجح عالم الكيمياء الروسي الكيميائي المخترع إيفان بلوتنيكوف في إدخال تحسينات على تكنولوجيا تصنيع مادة كيرزا التي عمل على تطويرها في ثلاثينيات القرن الماضي. بحيث أصبح الحذاء الجديد متينًا ومقاومًا للرطوبة وقابل للتنفس. تم وضع أحذية كيرزا في الإنتاج الصناعي بحلول نوفمبر 1941.

وبسبب هذا الاختراع مُنح إيفان بلوتنيكوف مع مجموعة من الزملاء جائزة ستالين من الدرجة الثانية بقيمة 100 ألف روبل.​

للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع​

الحذاء العسكري​

هيكل الغواصات​

في حادثة فريدة من نوعها استخدمت روسيا سبيكة التيتانيوم لصناعة غواصة ألفا.

على يد عالم الفلزات الروسي إيغور غورينين​

تم تطوير سبائك التيتانيوم عالية التقنية الملحومة بإحكام من الدرجة البحرية بمستوى قوة مختلف وتكنولوجيا تصنيعها، وتم تنظيم إنتاجها الصناعي، وأنشئت تسمية واسعة للمنتجات شبه المصنعة. ولأول مرة في الممارسة العالمية لسبائك التيتانيوم، يتم تحقيق نجاح في تطوير تقنية اللحام لألواح ذات سمك وطول كبيرين. ونتيجة لذلك، تم بناء أول غواصة في العالم من قطعة واحدة مصنوعة من التيتانيوم والتي تميزت بتسجيلها سرعة قياسية تحت الماء.​

كما يتم استخدام سبائك التيتانيوم في صناعة مركبات الغوص العميق!

طلاء الشبحية​

تعتبر المواد الماصة للرادار من الأسرار ولا يتم مشاركتها مع الدول حيث تستعمل لإخفاء المركبة أو أي جسم ما من الكشف الراداري! ويستخدم على بدن المقاتلات!

وبحسب معلوماتي فإن معهد فيريت دومين للبحوث العلمية هو أحد المعاهد التي تقوم بتطوير الطلاء الشبحي للمقاتلات الروسية!

كذلك هناك مواد ماصة للسونار تستعمل على بدن الغواصات لتقليل بصمتها!
​

للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع​

طبقة المطاط على بدن الغواصة «طلاء الشبحية للغواصة»​

مجال الفضاء والطيران​

تعرض برنامج الطائرة الروسية MC-21 للعقوبات في مجال علم المواد!

من أجل تنفيذ برنامج MC-21 بنجاح ، قامت وزارة الصناعة والتجارة الروسية بالاشتراك مع شركة Irkut بتطوير وتنفيذ مجموعة من الإجراءات لاستبدال المواد المركبة الأجنبية الصنع وعدد من الأجزاء بما يكافئها روسية. وأكد بوريسوف أن "هذا سيجعل من الممكن ضمان الاستقلال التكنولوجي لإنتاج MC-21 عن المنتجات الخاضعة للعقوبات. ولهذا السبب قدمت الحكومة الروسية وستوفر الدعم لبرنامج MC-21".​

وفي مجال الفضاء، يتجلى علم المواد بشكل بارز عند المقارنة بين مكوك الفضاء السوفيتي بوران والمكوك الأمريكي!

حيث يحتوي على ألواح تصل درجة مقاومتها للحرارة 1800º درجة مئوية​

حيث نرى نظام الحماية الحراري في مكوك الفضاء السوفيتي يتكون من ثلاثة أنواع:
أولا: مواد كربون-كربون
ثانيا: طبقة السيراميك
ثالثا: مواد مرنة

في نظام الحماية الحرارية لمكوك الفضاء بوران، تم استخدام مواد تعتمد على ألياف الكوارتز والسيليكا. تتطلب الزيادة الأخرى في درجة حرارة تشغيل هذه المواد استبدال الألياف SiO2 لمزيد من المقاومة للحرارة مع Al2O3 ، ZrO2، SiC، Si3N4.​

​

للمزيد يمكن الرجوع إلى موضوع​

الطائرة الروسية الجديدة من طراز "MC-21"​

صناعة الحرف اليدوية​

في عام 1831 ، تم تعيين بافيل بتروفيتش أنوسوف مديرا لمصنع الأسلحة وفي نفس الوقت تم تكليفه بمهام رئيس المصانع في منطقة زلاتوست للتعدين. وكانت لديه فرص كبيرة للبحث والقيام بالتجارب للكشف عن الأسرار التكنولوجية للفولاذ الدمشقي. استمر البحث الذي بدأه في عام 1828 لمدة 10 سنوات واكتمل ببراعة بحلول نهاية عام 1838.​

حيث يعرف الفولاذ الدمشقي في روسيا بـ فولاذ بولات
​

للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع​

السيف الدمشقي​

---

كما تم استخدام سبائك التيتانيوم في صناعة نصب يوري غاغارين التذكاري​

Makeyev​

---

 

[Makeyev]

من الأمور الحيوية أن بناء مراكز بحثية متخصصة في علم المواد يجنب الدول من شراء براءات الاختراع والحصول على التراخيص الأجنبية! وبهذا تحقق الدولة مفهوم الإستقلالية!
وهذا ما ذكره أحد أشهر المراكز البحثية الروسية في علم المواد!
بالإضافة إلى حصول الدولة على براءة اختراع للمواد التي تقوم بتطويرها بالاعتماد على قدراتها!

 

[Makeyev]

بحسب معلوماتي الشركة الوحيدة التي تقوم بصناعة غرفة الإحتراق للمحركات الصاروخية في روسيا هي شركة «ميتاليست سمارى»

​

The combustion chamber is made of heat resistant and high strength steel in combination with bronze material.​

ترجمة تقريبية​

غرفة الاحتراق مصنوعة من الفولاذ المقاوم للحرارة وعالي القوة مع مادة البرونز.​

غرفة الاحتراق للمحرك الروسي «RD-170»

​

 

[Hegesias]

شكرا اخونا M @Makeyev

مواضيعك دائما مميزه

 

[Nuclear]

مواضيعك ممتازة والله اشكرك على هذه المواضيع النادرة

اتمنى ترقيتك الى اداري

 

[Makeyev]

رسم توضيحي للمواد المستخدمة في المفاعل النووي​

​

 

[Makeyev]

​

في المجال النووي​

مشاهدة المرفق 407245
صناعة وعاء الضغط (Pressure Reactor Vessel)

يلاحظ أن الوعاء الروسي مقارنة بالأمريكي والفرنسي-الألماني والكوري يتفوق على نظرائه ، فنرى أن إرتفاعه هو الأقل من نظرائه! وأن سماكة جدار الوعاء هي الأقل 197.5 وضغط الوعاء 17.6 ميغاباسكال هي الأعلى مع نظيره الفرنسي-الألماني! أما درجة حرارة التصميم فتبلغ 350 درجة مئوية أقل بدرجة من الوعاء الفرنسي-الألماني ، أما وزن النقل فهو الأخف 330 طن، أما في الوزن المخصص حيث يتم حساب مقدار الميغاواط من الطاقة نسبة للوزن فهي الأقل في الروسي حيث تبلغ 0.28 طن لكل ميغاواط منتجة! وهذا راجع لسبائك الفولاذ المستخدمة في الوعاء الروسي! حيث نرى أن الوعاء الكوري هو الأطول وسماكة جدار الوعاء هي الأكبر وأقل في ضغط الوعاء وأقل في درجة حرارة الوعاء والأثقل وزنا والأثقل في الوزن المخصص!

وهذا يجيب على تساؤول أحد الأعضاء عن الفرق بين وعاء الضغط الروسي ووعاء الضغط الذي تم تصنيعه من قبل شركة الزامل!

السر يكمن في علم المواد!

مشاهدة المرفق 407246​

​

مقطع مرئي​

يظهر المقطع المرئي دور علم المواد الحيوي في تقليل أبعاد ووزن وعاء الضغط والقيود التي تفرضها وسائل النقل أو الشحن! حيث يلاحظ أن روسيا تعتمد على القطارات بشكل رئيسي في عمليات الشحن!​

​

 

[Makeyev]

روسيا.. صنع سبيكة ألومنيوم تتحمل درجة حرارة تصل 400 درجة مئوية!​

اخترع العلماء في جامعة موسكو للفولاذ والسبائك سبيكة ألومنيوم تتحمل حرارة 400 درجة مئوية بزيادة 200 درجة عن نظرائها.

وحسب العلماء فإن المادة الجديدة ستسمح بأن ينخفض إلى حد بعيد وزن قطارات سكك الحديد والطائرات وغيرها من المعدات و تنكمش البصمة الكربونية الناتجة عنها. ونشر العلماء مقالا بهذا الشأن في مجلة Journal of Alloys and Compounds العلمية.

ويذكر أن الألومنيوم وغالبية سبائكه المصنوعة على أساسه يحتوي على مقاومة كبيرة للتآكل في الجو وماء البحر والمياه العذبة ومحاليل العديد من المواد الكيميائية في معظم المنتجات الغذائية. وبفضل ذلك وكذلك الوزن النوعي المنخفض والموصولية الكهربائية والحرارية الجديدة فإن الألومنيوم يستخدم على نطاق واسع في صناعة الطائرات والسفن البحرية والأجهزة الكهربائية وغيرها من المجالات.

ويقول العلماء إن الأسلاك المصنوعة من سبائك الألومنيوم قد تحل اليوم محل الموصلات الغالية المصنوعة من النحاس. أما استخدامها في الطائرات والقطارات والسريعة وغيرها من التقنيات الحديثة قد يخفض من أبعادها ووزنها ويوفر بذلك الوقود ويقلل من الانبعاثات الضارة إلى الغلاف الجوي. إلا أن التكنولوجيات المستخدمة للحصول على مثل هذه السبائك لا تزال غالية.

وقد اقترح الأخصائيون في جامعة موسكو للفولاذ السبائك مكونات جديدة لسبيكة مصنوعة على أساس الألومنيوم وتكنولوجيا إنتاج الأسلاك منها. وحسب الأخصائيين الروس فإن المادة الجديدة تختلف عن مثيلاتها بكلفة منخفضة نسبيا وبساطة الإنتاج وعدد من الخصائص الفيزيائية الفريدة.

وقال كبير الباحثين في قسم معالجة المعادن في جامعة الفولاذ والسبائك، تورغوم أكوبيان": إن مادتنا تتميز بمكونات ثابتة وإنها تتحمل حرارة تصل 400 درجة مئوية في الوقت الذي تبدأ غالبية السبائك تتحلل عند ارتفاع درجة الحرارة إلى 300 درجة مئوية. وتتضمن سبائكنا النحاس والمنغنيز والزركونيوم، مما يعطي جمعا فريدا بين الموصلية الكهربائية والمتانة ومقاومة الحرارة".

وتكمن الخاصية الرئيسية للسبيكة الجديدة في أن 10% من حجم المادة تشكلها جسيمات نانوية خاصة تحتوي على الزركونيوم والمنغنيز، تتوزع في مصفوفة الألومنيوم.

وقد تم تصنيع السبيكة باستخدام مُبلور كهرومغناطيسي وتماشيا مع تكنولوجيا ElmaCast ، التي تم تطويرها في مركز البحث العلمي للديناميكا المائية المغناطيسية في مدينة كراسنويارسك شرق سيبيريا.

المصدر: تاس​

---

بعض تطبيقات سبائك الألومنيوم​

بالرغم من أن الألومنيوم ليس أقوى المواد، إلا أن وزنه الخفيف ورخصه وما يمتلكه من متانة كافية سمحت له أن يكون في مجال الدروع الخفيفة!
وتستخدم سبائك الألومنيوم في العديد من التطبيقات ومن أشهرها:

في صناعة المدرعات الخفيفة

وناقلات الجنود

ومركبات الاستطلاع العسكرية