ساخت آلومینیوم خود ترمیم شونده با طول عمر ۲۵ برابری

می متالز - دانشمندان دانشگاه "موناش" با اصلاح ریز ساختار آلومینیوم موفق به توسعه آلومینیوم خود ترمیم شونده شده‌اند که طول عمر ۲۵ برابری نسبت به آلومینیوم معمولی دارد.

به گزارش می متالز، اگرچه آلومینیوم از نظر وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی به عنوان یک ماده مهم در تولید خودرو استفاده می شود، اما یکی از نقاط ضعف عمده آن، چیزی است به نام "نقاط ضعف"(weak spots).

"نقاط ضعف" در آلومینیوم به دلیل قرار گرفتن تحت فشار و تنش مکرر و متناوب ایجاد می شود.

اکنون دانشمندان در استرالیا به راه حلی برای این به اصطلاح "شکست در اثر فرسودگی" رسیده‌اند. آنها با اصلاح ریزساختار آلیاژهای آلومینیوم توانستند آلومینیومی ایجاد کنند که خودش بتواند این نقاط ضعف را بهبود بخشد.

"کریستوفر هاچینسون" استاد دانشگاه "موناش" که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، توضیح داد: ۸۰ درصد از تمام شکست های آلیاژهای مهندسی به دلیل فرسودگی است. فرسودگی به دلیل تنش و فشار متناوب رخ می دهد و یک معضل بزرگ در صنعت تولید و مهندسی است.

"هاچینسون" و تیمش در اولین تحقیق در نوع خود، روی علت اصلی این فرسودگی که "PFZ" نامیده می شود، تمرکز کرد. PFZها پیوندهای ضعیفی در آلیاژهای آلومینیوم هستند که در اثر فشار متناوب ایجاد می شوند. آنها به صورت لکه های کوچک نمایان می شوند و ترک هایی ایجاد می کنند که در نهایت باعث شکستگی می شود.

محققان روشی را برای جذب ذرات جدید ایجاد کرد که با اعمال تنش بر روی آلیاژ آلومینیوم تشکیل می شود. آنها توانستند از این ذرات برای تقویت نقاط ضعف استفاده کنند. با این کار، آنها به طور قابل توجهی ظهور شکستگی را به تأخیر انداختند.

روش آنها شامل یک فرآیند است که تقلید از فشارهایی است که روی آلومینیوم وارد می شود و طی صدها چرخه تکرار می شوند تا غلظت زیادی از ذرات ریز را در مناطق ضعیف جمع کنند و مقاومت کششی مواد را افزایش دهند.

"هاچینسون" توضیح داد: تحقیقات ما یک تغییر مفهومی را در طراحی ریزساختاری آلیاژهای آلومینیوم برای کاربردهای بارگذاری پویا نشان داده است. ما به جای طراحی یک ریزساختار قوی و امید به اینکه تا جای ممکن پایدار باقی بماند، تشخیص دادیم که ریزساختار با بارگذاری پویا تغییر می کند و از این رو، یک ریزساختار طراحی کردیم که ممکن است دارای قدرت استاتیکی کمتری باشد، اما به گونه ای تغییر خواهد کرد که عملکرد فرسودگی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

محققان می گویند با اصلاح ریزساختار آغازین فلز از این طریق، می توانند به طور قابل توجهی باعث افزایش طول عمر آلیاژهای آلومینیوم شوند و آلیاژهای آلومینیوم با مقاومت بالا که به فرسودگی و نقاط ضعف مشهور هستند، می توانند عمر خود را تا ۲۵ برابر افزایش دهند.

منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)

آلیاژ آلومینیوم کریستوفر هاچینسون آلومینیوم خود ترمیم شونده