چینی ها برای نخستین بار سرامیک منعطف ساختند
نیو وبلاگ: نیو وبلاگ: یک پژوهش جدید از دانشمندان چینی نشان میدهد که سرامیک ها را می توان مانند فلز خم کرد و این یافته می تواند به مواد و موتورهای سبک تر و کارآمدتر منجر شود.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، پژوهشگران چینی نخستین ماده سرامیکی در جهان را ساخته اند که می تواند مانند فلز خم شود. این پیشرفت می تواند عملکرد مفاصل مصنوعی و موتورها را بهبود بخشد.
پیش از این کشف اعتقاد بر این بود که انعطاف پذیری با استواری سرامیک در تضاد است و اگر یکی بهبود یابد، دیگری مختل می شود.
چن ککسین، دانشمند علوم مواد که این پژوهش را رهبری می کند، در مورد این ماده جدید می گوید این نخستین باری است که دانشمندان سرامیک را همزمان هم قوی تر و هم سبک تر می کنند. ماده جدید ما دارای سختی سرامیکی و انعطاف پذیری فلز است.
چن ککسین که استاد بخش مهندسی و علوم مواد در بنیاد ملی علوم طبیعی چین است، اضافه کرد: این سرامیک می تواند در خیلی از صنایع، انقلاب بوجود آورد.
چن و همکارانش از دانشگاه تسینگهوا(Tsinghua) یافته های خودرا در مجله "ساینس"(Science) منتشر نموده اند.
ارکا فرانکبرگ از دانشگاه تامپر در فنلاند در مقاله ای در همان شماره از این مجله اظهار داشت که این کشف می تواند به موادی منجر شود که سبک تر و قویتر از بهترین آلیاژهای فلزی امروزی هستند.
وی ادامه داد: از زمانی که ۳۰ سال پیش کارم را شروع کردم، تحقیقاتی در مورد پلاستیسیته سرامیک در سرتاسر جهان انجام شده است و می توان اظهار داشت که امروز بالاخره دراین زمینه به یک پیشرفت دست یافته ایم.
استفاده از فناوری نانو برای انعطاف پذیری سرامیک جدید
دانشمندان با بهره گیری از سیلیکون نیترید، نانوستون هایی با دو شکل بلوری متفاوت ایجاد کردند. هنگامی که نیروی خارجی بر یک ساختار بلوری وارد می شود، می تواند به نوع دیگری تبدیل گردد. این کار اجازه می دهد تا مواد پیش از بازگشت به شکل اولیه خود خم شوند.
این ماده ممکنست خصوصاً برای ایجاد موتورهای هوانوردی مفید باشد، چونکه مواد سرامیکی، بادوام، سبک وزن و در مقابل حرارت مقاوم هستند. موتورهای سرامیکیِ انعطاف پذیر می توانند در دماهای بسیار بالاتر و با بازدهی سوخت بسیار بهتر نسبت به موتورهای آلیاژی معمولی کار کنند.
یک موتور سرامیکی می تواند بسیار سریع تر از یک موتور آلیاژی حرکت نماید، برای اینکه بسیار سبک تر است و با سبک شدن موتور، فشار وارده به سایر اجزا کاهش پیدا می کند.
این ماده ممکنست برای موتورهای خودرو نیز استفاده گردد. یک موتور سرامیکی به سبب مقاومت حرارتی برتر مواد سرامیکی نسبت به آلیاژها می تواند مخزن خنک کننده کوچک تری داشته باشد. دمای احتراق بالاتر موتور سرامیکی نیز می تواند نیروی رانش بیشتر و آلودگی کمتری تولید نماید.
سرامیک های تولید شده از سیلیکون نیترید همین طور می توانند جایگزین فلز در تعویض مفصل شوند، برای اینکه زیست سازگار، سبک و در مقابل باکتری ها مقاوم هستند. این در حالیست که بیشتر مفاصل مصنوعی تولید شده از فلز باید هر ۱۰ سال یک دفعه تعویض شوند که آنرا به کاری گران و دردناک تبدیل می کند.
چن ککسین می گوید: مفاصل مصنوعی تولید شده با سرامیک می توانند بعد از قرارگیری در بدن تا آخر عمر باقی بمانند.
چن همین طور می گوید که از این ماده می توان برای ساخت یاتاقان ها که بخش ضروری توربین های بادی هستند که ژنراتور را به پره های پروانه متصل می کنند، بهره برد و دوام هر یاتاقان که باید چندین تن فشار را در حین استفاده تحمل کند، بر عمر کلی سیستم تأثیر می گذارد.
وی ادامه داد: سرامیک های انعطاف پذیر سیلیکون نیتریدی ما می توانند برای ساخت یاتاقان هایی استفاده شوند که دوام بیشتری داشته باشند و بطور متوسط هزینه تولید انرژی از نیروی باد را کاهش دهند.
وی افزود: برمبنای آزمایش های ما می توان این ماده سرامیکی انعطاف پذیر را در مقیاس انبوه تولید کرد که با مزیت قیمتی آشکاری عرضه می شود.
چن ککسین نمونه ای از مواد معدنی گرانقیمت و خاکی کمیاب را که برای ساخت پره های توربین های مورد استفاده در موتورهای جت استفاده می شوند، مثال می زند.
وی می گوید: ما به بهبود این ماده سرامیکی برمبنای کار فعلی خود ادامه خواهیم داد، چونکه معتقدیم دربی را باز کرده ایم که دنیای گسترده ای پشت آنست.
منبع: newweblog.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب