تتمتع بخصائص فريدة، سبائك معدنية جديدة تحطم كل القواعد

الخميس 29 صفر 1424 هـ الموافق 1 مايو 2003 طور الباحثون فئة جديدة من السبائك المعدنية ذات خصائص غير عادية ومفيدة للغاية مثل القوة والمرونة وتحمل درجات الحرارة. السبائك الجديدة مصنوعة من خليط من التيتانيوم والزركونيوم والفانديوم والنيوبيوم والتنتالوم، وهي تقع جميعا في منتصف جدول العناصر تحت مجموعة اكبر تسمى المعادن المتحولة. ويدخل في صناعة السبائك الجديدة قدر من الاكسجين. غالبية المعادن تتشوه اذا تم تمديدها الى اكثر من 5,2 ضعف طولها الاصلي، لكن المواد الجديدة تستطيع العودة الى طبيعتها مرة اخرى، مما يعطيها صفة المرونة الكاملة، وتستطيع التمدد بنسبة 20% قبل ان يتغير شكلها. هذه النسبة من التمدد غير عادية بالنسبة للمعادن. وتعني القدرة الكاملة على التمدد والمرونة انها يمكن ان تصب في اشكال بدون الحرارة، لكن الامر لا يتوقف عند هذا الحد كما يقول تاكاشي ساتيو بمعامل تيوتا المركزية للأبحاث والتطوير في نجاكوتا باليابان وزملاؤه. ولا تتمدد هذه السبائك عندما تتعرض للحرارة، وهي خاصية نادرة توجد في سبيكة النيكل والصلب التي اكتشفت في تسعينيات القرن التاسع عشر وتستخدم في الاجزاء الحساسة من بعض المصنوعات مثل سوار الساعة وأجهزة القياس العلمي. يعني عدم التمدد عند التعرض للحرارة ان الاجهزة المصنوعة من هذه السبائك تحقق درجة دقة في ظل حرارة معينة. والسبائك الجديدة تتمتع بخاصية مقاومة التمدد في مجال حراري مما يعني انها تحافظ على صلابتها في هذه الظروف، لكن هذا المجال الحراري يتراوح بين ـ 194 درجة و200 درجة مئوية. وتتمتع السبائك الجديدة ايضا بدرجة قوة عالية وتبلغ قوة الشد التي تتحملها ضعف قوة الشد التي يتحملها الصلب، ويمكن لهذه السبائك ان تنحني وتعود الى وضعها الاصلي دون ان تتأثر، اي تستطيع تحمل التشغيل بدرجة عالية. الأرقام السحرية تشترك هذه السبائك في ثلاثة ارقام هي عدد الروابط التي تكونها ذراتها مع الذرات الاخرى، ومتوسط القدرة لكل ذرة معدن على ان تستوعب الكترونا اضافيا وهي خاصية تسمى السلبية الكهربية، كما ان الروابط تتمتع بنفس القوة. والمعادن في العادة تكون بللورية، اي ان كل ذراتها مرتبطة ببعضها في صفوف، هذه الصفوف قد تكون غير منتظمة، مما يؤدي الى تشوهات تسمى «كسور»، وعندما تنحني غالبية المعادن تتغير مواقع «الكسور» وبعد تكرار الانحناء لمدة مرات لا تستطيع «الكسور» تغيير مواقعها فيصبح المعدن هشا وصلبا. لكن السبائك الجديدة عندما تتعرض للضغط والشد لا تتغير مواقع الكسور فيها، بل تحدث بها شروخ مثل الصدوع الجيولوجية في البللورات وتنزلق البلورات فوق بعضها، وهذا يفسر قدرة هذه السبائك على التمدد دون ان تتحطم.

طباعة Email
تعليقات

تعليقات