ابتكار سيراميك فائق المتانة لمقاومة البيئات القاسية

ابتكرعلماء من "الجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا" في روسيا مركبا سيراميكيا يتميز بمتانة فائقة ومقاومة كبيرة للتشقق وقدرة هائلة على تحمل الأحمال القصوى في البيئات القاسية ، وأوضحت أليفتينا تشيرنيكوفا، رئيسة الجامعة، أن الميزة الرئيسية للمادة المبتكرة تتمثل في الجمع بين المتانة العالية ومقاومة التشقق المحسّنة، مشيرة إلى أن لها آفاقاً واعدة في مجالات الطيران والفضاء والتعدين والهندسة الميكانيكية والطاقة.

ولتعزيز متانة السيراميك، استخدم الباحثون تقنية جديدة لإنتاج سيراميك كربيد-بوريد ثنائي الطور عالي الإنتروبيا (High-Entropy). وتسمح هذه التقنية بتكوين مادة مركبة تتوزع فيها طوران صلبان مختلفان بانتظام على المستوى المجهري.

أظهرت العينات الناتجة زيادة في الكثافة والتجانس الهيكلي، إلى جانب تحسن في الصلابة (22 جيجاباسكال) ومقاومة الصدمات (5.6 ميجاباسكال).

وللمقارنة، تبلغ قيم الصلابة في المادة المركبة أحادية الطور عالية الإنتروبيا 18.8 جيجاباسكال، ومقاومة الصدمات 4.2 ميجاباسكال.

وأوضح سيرجي فولودكو، كبير خبراء مركز بحوث المواد النانوية الخزفية الهيكلية التابع للجامعة، أن الطريقة المستخدمة تقلل الوقت والتكلفة من خلال دمج مراحل التصنيع في دورة واحدة، إضافة إلى استخدام تفاعل ذاتي الانتشار يقلل من استهلاك الطاقة الخارجية.