يقوم علماء المواد بتطوير هياكل مركبة تحتوي على مزيج من مواد مختلفة. وستكون هذه المواد الجديدة قادرة على توفير تطبيقات مخصصة في المستقبل
قام باحثون من جامعة فيينا للتكنولوجيا بفحص المواد المركبة (الإدخال من ويكيبيديا) تحتوي على معادن واعدة، وهي موصلة جيدة للحرارة وقادرة على تحمل الأحمال الميكانيكية عند درجات حرارة عالية (تصل إلى خمسمائة وخمسين درجة مئوية) مع تمدد بسيط فقط. يمكن استخدام مجموعات المواد هذه في المفاعلات النووية وهي مصممة لتبريد الجدار الأساسي لمثل هذا المفاعل التجريبي في فرنسا.
أصبحت زيادة إزالة الحرارة عاملاً متزايد الأهمية في مجال المكونات الإلكترونية في المحركات وأجهزة الكمبيوتر. وبدون تبديد الحرارة الزائدة، لن تتمكن قوة الحوسبة لأجهزة الكمبيوتر في المستقبل من الزيادة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام المواد المركبة المعدنية كمبردات في محركات الصواريخ.
"لقد اختبرنا العديد من المواد المركبة التي تحتوي على المعادن وواجهات الترابط الخاصة بها، وهي تبدو واعدة في تطبيقات المشتتات الحرارية في المفاعلات النووية ومحركات الصواريخ والمكونات الإلكترونية. يقول البروفيسور بيتر ديجيشر، رئيس معهد علوم وتكنولوجيا المواد بجامعة فيينا: "إن توصيف هذه المواد غير الموحدة يقع ضمن اختصاصنا العلمي". "النحاس والفضة موصلان فعالان، ولكن نظرًا لمعاملات التمدد الحراري العالية إلى حد ما، فإنهما لا يوفران قوة داخلية كافية عند حدوث تغيرات في نطاقات درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقليل قوتها الميكانيكية بشكل حاد في درجات الحرارة المرتفعة. فالنحاس، على سبيل المثال، يلتوي مثل الزبدة عند درجة حرارة ثلاثمائة درجة مئوية وما فوق."
إن تزوير المعادن بسبائك الكربيد أو ألياف التنغستن التي يبلغ قطرها عُشر المليمتر أو بألياف الكربون التي يقل قطرها عن جزء من مائة من المليمتر يزيد من القوة الميكانيكية والاستقرار الهيكلي دون الإضرار بالموصلية. ويعتقد الباحث أن مزيجًا من جزيئات الفضة والماس التي يبلغ قطرها عُشر المليمتر، والمتصلة ببعضها البعض بواسطة جسور معدنية رقيقة، يحمل الوعد الأكبر لمثل هذه المكونات الإلكترونية.
من خلال حسابات المحاكاة التي قمت بها، كان من الممكن التنبؤ بكل من التوصيل الحراري والضغط الداخلي لهياكل مركبة معينة. ستتمكن شركة تجارية نمساوية (PLANSEE) من إنتاج هذه المواد الجديدة صناعيًا. "خلال بحثنا باستخدام السنكروترون (مصدر فعال لإشعاع الأشعة السينية) تمكنا من رؤية مكونات هذه المواد المركبة، مرتبة في ثلاثة أبعاد، وهي تتشوه بطرق مختلفة استجابة للتسخين والتبريد المتكرر."
تعليقات 4
الإشارة إلى CTE (معامل التمدد الحراري)
معاملات التوسع؟ أنت تتحدث عن "معاملات التمدد الحراري". يرجى تصحيح المقال (أنا أعمل في هذا المجال، لذلك أعرف إلى حد كبير أن هذا هو التعريف الصحيح)
لب معدني
لا شك أنهم جربوا ذلك في روسيا كثيرًا