ساخت هواپیماهای تغییر شکل دهنده با آلیاژ منعطف تیتانیوم نیکل

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از ستاد توسعه فناوری‌های مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی، آلیاژ تیتانیوم و نیکل جدید مانند فولاد قوی است اما مانند یک پلیمر لاستیکی کشیده می‌شود. در تلاش‌های قبلی این ماده قوی و انعطاف‌پذیر، این ویژگی‌ها را فقط در دماهای خاص نشان می‌داد و کاربردهای آن را به شدت محدود می‌کرد ولی در تحقیقات جدید آنها روشی سه مرحله‌ای ابداع کردند تا این آلیاژ این ویژگی‌ها را در طیف وسیعی از دماها نشان دهد.

محققان ابتدا آلیاژ را تغییر شکل دادند و آن را بیش از پنجاه درصد دراز کردند، سپس آن را تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده و یک بار دیگر طویل کردند. در مرحله نهایی، محققان آلیاژ را تنها ۱۲ درصد افزایش دادند اما در پایان فرآیند، این ماده قادر به تحمل فشاری حدود هجده هزار برابر بیشتر از فشار معمولی اتمسفر شد و عملکرد استحکام آن را با فولاد قابل مقایسه کرد و در عین حال بیست برابر انعطاف‌پذیرتر از آلیاژ معمولی ساخت. مهم‌تر از همه اینکه این آلیاژ اکنون این رفتار را در محدوده دمایی منهای ۸۰ درجه تا مثبت ۸۰ درجه سانتیگراد نشان می‌دهد.

به گفته این تیم تحقیقاتی این آلیاژ این ویژگی‌ها را نشان می‌دهد زیرا بیشتر شبیه شیشه عمل می‌کند تا فلز! با این حال در مقایسه با شیشه معمولی، آلیاژ دارای مناطقی است که دارای دانه تغییر شکل است. به عبارت ساده، آلیاژ دارای مناطقی است که مولکول‌ها به گونه‌ای چیده شده‌اند که به جای شکستن، تغییر شکل ماده را پشتیبانی می‌کنند. عدم وجود چنین دانه‌های تغییر شکل در شیشه باعث شکننده شدن آن می‌شود، در حالیکه وجود آن، انعطاف‌پذیری بالایی در این ماده ایجاد می‌کند.

از آنجا که روش توسعه این مواد ساده و همچنین برای پذیرش صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب است، می‌توان آن را به راحتی در آزمایشگاه‌های دیگر تکرار کرد.