حقق العلماء في جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) طفرة كبيرة في مجال علوم المواد من خلال تطوير سبيكة جديدة عالية الإنتروبيا تعتمد على النيكل (HEA). يمكن لهذه السبيكة أن تحافظ على قوتها ومرونتها في نطاق درجات الحرارة العالية من البرودة الشديدة -600 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية.

حقق العلماء في جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) طفرة كبيرة في مجال علوم المواد من خلال تطوير سبيكة جديدة عالية الإنتروبيا تعتمد على النيكل (HEA). يمكن لهذه السبيكة أن تحافظ على قوتها ومرونتها في نطاق درجات الحرارة العالية من البرودة الشديدة -600 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية.

باختصار ، السبيكة غير قابلة للانحناء تقريبا ، مما يجعلها مادة مثالية للتغيرات الشديدة في درجات الحرارة. قاد البروفيسور هيونغ سوب كيم من مختلف الأقسام في جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) الدراسة. جذبت النتائج ، التي نشرت في رسائل أبحاث المواد ، انتباه صناعات مثل الفضاء والسيارات.

تفشل معظم المعادن عند تعرضها لتغيرات جذرية في درجات الحرارة. على سبيل المثال ، تشعر الأجسام المعدنية بالبرودة في الشتاء والسخونة في الصيف. هذا يجعل المعادن التقليدية أقل موثوقية في الأماكن التي تتغير فيها درجات الحرارة بسرعة أو بشكل كبير. لحل هذه المشكلة ، قدم فريق جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا مفهوم "Hyperadaptor" وطور هذه السبيكة الجديدة بناء عليها.

نظرا لوجود رواسب L1₂ نانوية ، تعمل السبائك عالية الإنتروبيا (HEAs) باستمرار في درجات حرارة مختلفة. يتم توزيع هذه الجسيمات بالتساوي في جميع أنحاء السبيكة وتعزز قوة السبيكة عن طريق منع التشوه. في الوقت نفسه ، تم تصميم السبيكة لتحمل الإجهاد ، مما يسمح لها بالبقاء موثوقة بغض النظر عن درجة الحرارة.

على عكس السبائك الشائعة ، التي عادة ما تكون مصنوعة من عنصر رئيسي واحد ، فإن السبائك عالية الإنتروبيا (HEAs) مصنوعة من خليط من خمسة عناصر أو أكثر بكميات متساوية تقريبا. ينتج عن هذا المزيج الفريد ترتيب عشوائي للغاية للذرات ، ما يسمى بإنتروبيا التكوين العالي. يمنح هذا البناء HEA صفات فائقة مثل المتانة والمرونة ومقاومة التآكل ومقاومة الحرارة. بسبب هذه الخصائص ، يتم استخدام HEA في مجموعة واسعة من التطبيقات الصعبة مثل الصناعات الفضائية والسيارات والنووية.

يمكن استخدام هذه السبيكة الجديدة في المناطق المعرضة للتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة ، مثل المحركات وأنظمة العادم والتوربينات والأنابيب. يمكن أن تؤدي قدرتها على الحفاظ على القوة والموثوقية في ظل الظروف القاسية إلى تحسين سلامة وكفاءة هذه التطبيقات الهامة.

يقول البروفيسور كيم: "يخترق HEA الخاص بنا قيود السبائك الموجودة ويخلق فئة جديدة من المواد غير الحساسة لدرجة الحرارة". "يمثل مفهوم Hyperadaptor طفرة في تطوير مواد الجيل التالي التي تحافظ على سلوك ميكانيكي مستقر حتى في ظل الظروف القاسية."

قد يساعد هذا الاكتشاف في إنشاء مواد أفضل تعمل بشكل موثوق في البيئات القاسية وتحسين أداء الأنظمة الأساسية.