იაპონია ულტრაწვრილმარცვლოვანი ალუმინის კერამიკის შემუშავებას იწყებს, რომელიც სიმტკიცეს 30%-ით ზრდის

** სათაური: „იაპონია ულტრამტკიცე კერამიკას ამზადებს: 30%-ით უფრო ძლიერი, ვიდრე ოდესმე“ **.

(იაპონია ულტრაწვრილმარცვლოვან ალუმინის კერამიკას ავითარებს, რაც სიმტკიცეს 30%-ით ზრდის)

წარმოიდგინეთ მასალა, რომელიც ფოლადზე უფრო მყარი იქნება, ფოლადების უმეტესობაზე მსუბუქი და რომელსაც შეუძლია ძლიერ ტემპერატურასთან გამკლავება ოფლის დაზიანების გარეშე. ახლა იაპონელმა მკვლევარებმა წარმოადგინეს, თუ როგორ ამაგრებენ ამ პროდუქტს კიდევ უფრო ძლიერს - უზარმაზარი 30%-ით. ეს არ არის სამეცნიერო ფანტასტიკა. ეს რეალურია და ეს ახლა ხდება ულტრაწვრილმარცვლოვანი ალუმინის ფაიფურის შემთხვევაში.

ალუმინის კერამიკა ახალი არ არის. ის უკვე გამოიყენება ყველაფერში, ტყვიაგაუმტარი ფანჯრებიდან დაწყებული მობილური ტელეფონის ეკრანებით დამთავრებული. თუმცა, ყოველთვის იყო ერთი ხაფანგი. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი გამძლე და სითბოს მდგრადია, ისინი შეიძლება სუსტიც კი იყვნენ. თუ კერამიკულ ყავის ფინჯანს ჩაუვარდებით, ის დაიმსხვრევა. დაახლოებით სამრეწველო ნაწილები და მსხვრევა დიდ პრობლემად იქცევა.

იაპონელმა მეცნიერებმა ამ საკითხის პირდაპირ მოგვარება გადაწყვიტეს. ისინი მასალის მიკროსტრუქტურაზე კონცენტრირდნენ. ჩვეულებრივ ალუმინის ფაიფურებს აქვთ მარცვლები - პატარა კრისტალები - რომლებიც ბეტონში არასტაბილური ზომის ქვებს წააგავს. შფოთვის დროს, ნაპრალები მოხერხებულად ვრცელდება ამ არარეგულარულ მარცვლებს შორის. გუნდმა იკითხა: რა მოხდება, თუ ამ მარცვლებს წარმოუდგენლად პატარა და იდეალური ზომის გავხდით?

გამოსავალი სრულიად ახალი წარმოების მიდგომით მოიძებნა. ტემპერატურის, დატვირთვისა და ქიმიური ინგრედიენტების ზედმიწევნითი რეგულირებით, მათ შექმნეს ალუმინის ფაიფური, რომლის მარცვლები ჩვეულებრივზე 100-ჯერ პატარა იყო. დაუჯერეთ შაქრის მარცვლებს ქვიშის ნაცვლად. ეს ულტრაწვრილი მარცვლები მჭიდროდ იტვირთება და არ ტოვებს ბზარების გაჩენის სუსტ წერტილებს. შედეგი? გამძლეობის 30%-იანი ზრდა სტანდარტულ ალუმინასთან შედარებით.

ეს პრაქტიკულად არ ნიშნავს მყარი ყავის ჭიქების დამზადებას. უფრო მტკიცე ფაიფურმა შესაძლოა ბაზრები შეცვალოს. მაგალითად, რეაქტიული ძრავები ისეთ ტემპერატურაზე მუშაობს, სადაც ფოლადი დნება. კერამიკულმა კომპონენტებმა შეიძლება ძრავები უფრო მსუბუქი და საწვავის ეკონომიური გახადოს. კლინიკურმა იმპლანტებმა, როგორიცაა ხელოვნური შეერთებები, შესაძლოა წლების ნაცვლად ათწლეულები გაძლონ. ასევე, ელექტრონიკამ შეიძლება მოგება მიიღოს უფრო თხელი და უფრო მყარი კომპონენტებით.

თავად წარმოების პროცესი გამარჯვებაა. ძველი მიდგომები მოითხოვდა ზემაღალ ტემპერატურას ან ძვირადღირებულ დანამატებს. იაპონიის ახალი ტექნოლოგია იყენებს უფრო მარტივ ნაბიჯებს, თითქმის ისეთივე, როგორც დახვეწილი ნამცხვრის გამოცხობა. შეურიეთ ალუმინის ფხვნილი სხვა ინგრედიენტებს, დააწექით ფორმაში და შემდეგ „მოამზადეთ“ სპეციფიკური პირობების შესაბამისად. მარცვლები პატარა და ერთგვაროვანია, არანაირი მაგია არ არის საჭირო.

მაგრამ მოიცადეთ - კიდევ ბევრი რამ არის. ეს ფაიფური ინარჩუნებს სხვა სუპერშესაძლებლობებს. ისინი კვლავ მდგრადია ჟანგის მიმართ, იცავს ელექტროენერგიას და უძლებს 1,500°C-ზე მეტ ტემპერატურას. ახლა მათი გატეხვა უბრალოდ უფრო რთულია. კერამიკული ხელსაწყოების გამოყენებით მომუშავე ქარხნებისთვის ეს ნიშნავს ნაკლებ ჩანაცვლებას. რაკეტების ან აქტივატორების შემქმნელი ინჟინრებისთვის ეს კარს უხსნის უფრო უსაფრთხო და მსუბუქი დიზაინებს.

რა არის შემდეგი? გუნდი ამჟამად მასალას რეალურ ამოცანებში ამოწმებს. ადრეული ტესტები აჩვენებს, რომ ის უძლებს ვიბრაციებს, მოულოდნელ ტემპერატურულ ცვლილებებს და დიდ დატვირთვებს. შემდეგი ნაბიჯები მოიცავს წარმოების მასშტაბირებას და ხარჯების შემცირებას. თუ ისინი წარმატებული იქნება, შესაძლოა, ეს სუპერკერამიკა ყოველდღიურ პროდუქტებში რამდენიმე წელიწადში ვიხილოთ.

კრიტიკოსებს შეუძლიათ თქვან, რომ სიმტკიცის 30%-იანი ზრდა ცოტა ჩანს. თუმცა, მასალათმცოდნეობაში 5%-იანმა ზრდამაც კი შეიძლება გადამწყვეტი როლი ითამაშოს. წარმოიდგინეთ ეს ველოსიპედიდან მოტოციკლზე გადასვლას ჰგავს. ორივეს ბორბლები აქვს, მაგრამ ერთი გაცილებით უკეთესად და ბევრად უფრო სწრაფად მიგიყვანთ.

იაპონიის ინოვაცია ასევე უფრო დიდ შესაძლებლობებს ნიშნავს. თუ მარცვლის ზომის შეცვლას შეუძლია ალუმინის ოქსიდის შეცვლა, რა შეიძლება ითქვას სხვა ფაიფურზე? სილიციუმის ნიტრიდზე? ცირკონზე? იგივე მეთოდმა შეიძლება ამ მასალების უფრო ძლიერი ვარიაციებიც გახსნას. მოულოდნელად, კოსმოსური ხომალდებიდან დაწყებული სტომატოლოგიური გვირგვინებით დამთავრებული ყველაფრის მომავალი გაცილებით ნათელი ჩანს.

(იაპონია ულტრაწვრილმარცვლოვან ალუმინის კერამიკას ავითარებს, რაც სიმტკიცეს 30%-ით ზრდის)

თუმცა, ახლა ყურადღება ალუმინზეა გადატანილი. ეს მოკრძალებული მასალა, რომელიც 1800-იანი წლებიდან გამოიყენება, თანამედროვე რემოდელირებას ახლახან ჩაუტარდა. ჭკვიანური სამეცნიერო კვლევის წყალობით, ის მზადაა გაუმკლავდეს ისეთ სირთულეებს, რომლებზეც აქამდე წარმოდგენაც კი არ გვქონია.