علم المواد والتطبيقات الصناعية «روسيا إنموذجًا»

Makeyev 

خـــــبراء المنتـــــدى
إنضم
18 أغسطس 2014
المشاركات
4,161
التفاعل
10,862 676 0
الدولة
Saudi Arabia

%D8%B9%D9%84%D9%85-%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF-7-800x445.jpg
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!
    1627672788392.png
  • 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!
    1627673049974.png
للمزيد في هذه المشاركة

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

1627673556372.png
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

1627673950467.png
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
1627674038392.png


1627674412565.png
بعض مجالات تطبيقات علم المواد

1627674455510.png

في المجال النووي
1627674753683.png

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!

1605047292375.png

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!

1627675045744.png
وأحد الاتجاهات الواعدة الجديدة هو تطوير وبحث وتطبيق سبائك التيتانيوم المقاومة للتآكل لهياكل بدن المفاعل النووي (VVER) والمولدات البخارية المتقدمة لمحطات الطاقة النووية.

012.jpg
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)
1607977014256.png

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

1627676688143.png
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.
1627676953607.png
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!

1627677416034.png
إمتلاك مفاعلات نووية لتطوير مواد جديدة

مفاعل الأبحاث BOR-60
1627677627959.png

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.
1627678165262.png

وحاليا يتم بناء المفاعل النووي MBIR وهو الأفضل من حيث الأداء
1627677973355.png


7a939927e5cf3f8c3a5f86f5d27649cc.jpg
أجهزة الطرد المركزي
1627678804983.png

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
 

1627688638681.png
المجال العسكري
1627680164520.png

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.

1627680344717.png

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!
1618868952239.png
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
NGS_2(27)_vnutr24000.jpg

خطوط الأنابيب للقوات الروسية

1627681198659.png

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

1603995162653.png
الأحذية العسكرية

1603996507646.png
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.
1627682507853.png

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

1627683591942.png
هيكل الغواصات

في حادثة فريدة من نوعها استخدمت روسيا سبيكة التيتانيوم لصناعة غواصة ألفا.
1627683800202.png

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.
1627683932250.png

كما يتم استخدام سبائك التيتانيوم في صناعة مركبات الغوص العميق!

1627689636123.png
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!
1627685087807.png

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

1622235434848.png

كذلك هناك مواد ماصة للسونار تستعمل على بدن الغواصات لتقليل بصمتها!
للإستزادة يمكن الرجوع إلى موضوع


1627685357870.png
مجال الفضاء والطيران


تعرض برنامج الطائرة الروسية MC-21 للعقوبات في مجال علم المواد!
1627685633632.png
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".


1627685857741.png
وفي مجال الفضاء، يتجلى علم المواد بشكل بارز عند المقارنة بين مكوك الفضاء السوفيتي بوران والمكوك الأمريكي!
1627687348380.png

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

Buran.gif

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

1627686630719.png
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

1627687316482.png
صناعة الحرف اليدوية

1627687638969.png
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


1627688346174.png

كما تم استخدام سبائك التيتانيوم في صناعة نصب يوري غاغارين التذكاري



Makeyev

 
1627828427404.png
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!

1592229356550.png
 
1628019988699.png

بحسب معلوماتي الشركة الوحيدة التي تقوم بصناعة غرفة الإحتراق للمحركات الصاروخية في روسيا هي شركة «ميتاليست سمارى»
1628020193833.png
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.
1628020520398.png

غرفة الاحتراق للمحرك الروسي «RD-170»

 
مواضيعك ممتازة والله اشكرك على هذه المواضيع النادرة

اتمنى ترقيتك الى اداري
 
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!

1605047292375.png

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!​
 
1635766570015.png

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
1635767964219.png

وناقلات الجنود
1635767290165.png

ومركبات الاستطلاع العسكرية
1635767614654.png
 
عودة
أعلى