علماء صينيون يطورون سبائك أولمنيوم مقاومة للحرارة الفائقة لتطبيقات الطيران الفضائي

تيانجين 9 مايو 2024 (شينخوا) طور فريق من العلماء الصينيين سبائك ألومنيوم جديدة عالية القوة تظل عاملة حتى عند درجة حرارة مهولة تصل إلى 500 درجة مئوية.

وقد أدى هذا التقدم إلى توسيع نطاق درجة حرارة الخدمة لسبائك الألومنيوم من 350 إلى أكثر من 400 درجة مئوية، مما يعالج تحديا هندسيا طويل الأمد.

ووضعت متطلبات صناعة الفضاء معايير أعلى للمقاومة الحرارية للمواد المعدنية خفيفة الوزن.

وعلى الرغم من أن سبائك الألومنيوم رائجة بسبب كثافتها المنخفضة وقوتها الفائقة ومقاومتها القوية للتآكل، إلا أن مقاومتها للحرارة المنخفضة نسبيا تشكل تحديا كبيرا، خاصة ضمن نطاق درجات الحرارة الحاسم الذي يتراوح من 350 إلى 500 درجة مئوية، وهو أمر محوري لتطبيقات الفضاء الجوي.

وقام الباحثون من جامعة تيانجين بتصنيع سبائك الألومنيوم المدمجة مع جسيمات نانوية عالية التشتت. وتحتوي الجسيمات النانوية على طبقات تشبه الجرافين تنمو في وضعها الطبيعي، والتي تسهم بشكل ملحوظ في حفض الطاقة السطحية بشكل كبير.

وبفضل دمج هذه الجسيمات النانوية، تظهر السبائك الجديدة مقاومة زحف استثنائية عند درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 500 درجة مئوية، وفقا للدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة ((الطبيعة- المواد)).

فضلا عن ذلك، تتميز السبائك بقوة شد مذهلة تبلغ حوالي 200 ميغاباسكال عند درجة الحرارة تلك، أي ما يعادل حوالي ست مرات أعلى من سبائك الألومنيوم العادية.

وتتميز هذه العملية المبتكرة ببساطتها وانخفاض تكاليف المواد وقابلية التوسع، مما يجعلها ذات قيمة عالية للتطبيقات الصناعية، حسبما قال خه تشون نيان، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية من جامعة تيانجين.