زجاج معدني عالي المتانة واللدونة

قام علماء من الجامعة الوطنية للأبحاث التكنولوجية 'ميسيس' بتطبيق طريقة المعالجة الحرارية (cryothermal) على الزجاج المعدني وتبين كيف يمكن لهذه الطريقة أن تساعد على تحقيق الخصائص المطلوبة للزجاج، على وجه الخصوص، اكتساب اللدونة من دون التخلي عن المتانة التي يتمتع بها الزجاج. يشار إلى أن المقال عن هذه الدراسة العلمية نشرت في مجلة 'NPG Asia Materials'

يستخدم الزجاج المعدني (أو السبائك غير المتبلورة) في العديد من المجالات المختلفة، في المواد المغناطيسية والمعدات الطبية والرياضية ومعداتالمحركات الصغيرة، إذ أن هذه العدسات تتمتع بالمتانة الكبيرة ومقاومة للاهتراء والتآكل.

ومع ذلك، فإن جميع العدسات المصنوعة من المعدن لديها عيب كبير، فهي ضئيلة اللدونة (أو تميل إلى الهشاشة). ويمكن التخلص من هذا العيب من خلال تعريض المعدن 'للتجديد'، والحديث يدور عن نقل المادة إلى حالة أعلى من الطاقة، مما يزيد من مقاومة التشوه اللدن دون أن تفقد متانتها.
وقد قام العلماء من جامعة 'ميسيس'، جنباً إلى جنب مع سيرغي كيتوف (خريج الجامعة) بدراسة كيف تؤثر المعالجة الحرارية (cryothermal) على خصائص العدسات المعدنية والحديث يدور عن طريقة دورية لتجميد العينات في النيتروجين السائل.

• لأول مرة .. الذكاء الاصطناعي يدير مركز اتصال لخدمة العملاء!

وفي هذا الاطار أشار البرفسور في الجامعة، ديمتري لوزغين رئيس الفريق العلمي قائلاً 'لقد وجدنا أن تطبيق طريقة المعالجة الحرارية (cryothermal) يمكن أن تحفز'التجديد' لبعض العدسات والاسترخاء (عملية عكسية للتجديد) لعدسات أخرى، اعتمادا على المكونات'.

وجد العلماء بفضل مجهر القوة الذرية بأن المعالجة الحرارية (cryothermal) تعزز بشكل كبير من قدرة المواد على مقاومة الشد والضغط لدى التعرض للتشوه المرن على سطح العينات (في الطبقة الرقيقة عشرات نانومتر).

ولكن هذا التأثير يختفي بعد وضع الزجاج ضمن درجة حرارة الغرفة. في حين أن التأثير الحجمي يبقى مع الوقت ويسمح بتحسين لدونة السبيكة.
وفي هذا الاطار تابع ديمتري لوزغين قائلاً 'المعالجة الحرارية (cryothermal) تبدو طريقة شاملة وسهلة لتغيير خصائص التجدد والاسترخاء للزجاج المعدني. المهم هنا هو أن هذه المعالجة يمكن أن تكون قادرة على تحسين وتشويه اللدونة على حد سواء — وهذا يتطلب اختياراً دقيقاً لمكونات السبيكة، انطلاقاً من بنية الترابط الذري للمواد'.

وبحسب رأي الباحثين، سوف يستمر العلماء في دراسة تأثير هذا المعالجة على البنية وخصائص المواد المختلفة. وسوف تتيح عملية 'الترويض' ليس فقط كسب الزجاج المحجم المعدني خاصية اللدونة العالية، ولكن أيضاً المركبات الأخرى مثل 'زجاج الكريستال المعدني' (الذي يمكن أن يحدث 'التجديد' بشكل أقوى بسبب عدم تجانس البنية).