ابتكار مادة لدنة خفيفة الوزن تعتمد على الألومنيوم

مادة لدنة خفيفة جديدة، متانتها لا تقل عن متانة الفولاذ ووزنها أخف بثلاث مرات، ويمكن استخدامها في صناعة السيارات والطائرات، ابتكرها علماء الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية في روسيا.

مادة لدنة خفيفة الوزن

وجاء في بيان المكتب الإعلامي للجامعة: “ابتكر علماء الجامعة مادة مركبة جديدة وزنها أخف بثلاث مرات من الفولاذ. ولكن متانتها مماثلة. بالإضافة إلى ذلك. تحتفظ بخصائصها الميكانيكية العالية عند درجة حرارة 500 درجة مئوية. أي تتفوق على العديد من المواد المركبة ذات المصفوفة المعدنية المعروفة. بما في ذلك مواد شديدة المتانة”.

وتتكون المادة المبتكرة من مكونين رئيسيين – حبيبات الألومنيوم الصغيرة مقاسها ميكرون وأصغر، بالإضافة إلى “إطار” محيط من خليط أكسيد الألومنيوم والألومنيوم المعدني.

ووفقا للمبتكرين، يمكن الحصول على المادة بسرعة وسهولة عن طريق خلط مساحيق الألمنيوم وأكسيد الألومنيوم النانوية معاً. وطحنها باستخدام مطحنة كروية ثم معالجتها باستخدام نظام تلبيد بلازما الحراري. حيث ينتج عن هذه العملية مركب أخف من الفولاذ بثلاث مرات. ولكنه في نفس الوقت ليس أقل متانة منه في نطاق واسع من درجات الحرارة.

واتضح للباحثين أن أفضل مادة مركبة حصلوا عليها كانت تلك التي فيها نسبة أكسيد الألومنيوم 3 بالمئة.

حل لمشاكل عديدة في الصناعة والعلوم

ووفقاً لهم، اللدونة العالية للمادة الجديدة تجعلها أكثر مقاومة للتشققات الدقيقة والتشوهات الأخرى مقارنة بمركبات الألومنيوم المستخدمة حالياً. ما يسمح باستخدامها في حل عدد كبير من المشاكل في الصناعة والعلوم. بما فيها تقليل وزن تلك الأجزاء من السيارات والطائرات التي تتعرض باستمرار لتأثيرات حرارية وميكانيكية قوية.

واللدائن مواد من أصل عضوي، ومنها الأنواع الحرارية التي تتحول عند تسخينها إلى الحالة اللدنة. وتتخذ عند الضغط عليها الأشكال المطلوبة للأجزاء المراد صنعها. ومنها الأنواع التي تلين بالحرارة بل تقاوم الحرارة حتى تتفحم.

وتلعب الخواص الطبيعية والكيميائية والميكانيكية للدائن دوراً كبيراً عند صناعتها. وأهم هذه الخواص الوزن النوعي وتحملها(بعض أنواعها) للحرارة وانكماشها. وقابليتها للانسياب وسرعة تجمدها ونسبة الرطوبة ومقاومتها النوعية للصدمات وعازليتها للكهرباء.

وتعتبر اللدائن من المواد الخفيفة. فالوزن النوعي للأنواع المختلفة يتراوح من 0.5:2 جم/سم3 لهذا فاللدائن تستعمل على نطاق واسع لتخفيف وزن المصنوعات. ويمكن تشغيل اللدائن بإزالة الرايش. ومع ذلك فعند تشغيل اللدائن يكون تآكل الحد القاطع أكبر منه عند تشغيل الصلب. ويفسر هذا بعدم تجانس اللدائن وعدم تساوي صلادة مركباتها و رداءة توصيلها للحرارة.