عواصم-سانا
أظهرت دراسة علمية حديثة أن طلاءات مكونة من طبقات متناوبة من السيراميك والمعادن يمكن أن تساعد في الحد من انتشار الشقوق التي تصيب المواد عند تعرضها للضغط، من خلال تبديد جزء من الطاقة المرنة المتراكمة فيها.
وذكرت وكالة سبوتنيك أمس الأحد أن الدراسة التي قادها الباحث مايكل مايندلهمر من جامعة مونتان في ليوبن بالنمسا، بمشاركة باحثين من مؤسسات علمية في النمسا وفرنسا وألمانيا والتشيك وبريطانيا، نشرت نتائجها في مجلة Communications Materials التابعة لمجموعة Nature، وبحثت كيفية انتقال الإجهادات الميكانيكية على المستوى النانوي.
وقارن الباحثون بين طلاء تقليدي يتكون من طبقة متجانسة، وآخر متعدد الطبقات يجمع بين سيراميك نيتريد الزركونيوم وطبقات رقيقة من سبيكة الزركونيوم والنحاس.
وأظهرت التجارب أن الطبقات المعدنية الأكثر ليونة تعمل بمثابة ممتصات صدمات دقيقة، فتساعد على توزيع الإجهادات وتبديد جزء من الطاقة بدلاً من تركّزها في نقطة واحدة، ما يقلل احتمالات تشكل الشقوق وانتشارها.
وأوضحت القياسات أن الطلاء متعدد الطبقات احتفظ بنحو 69 بالمئة فقط من الطاقة المرنة المخزنة في الطلاء التقليدي، بينما تبدد نحو 30 بالمئة منها نتيجة التشوه اللدن عند نقاط التلامس بين الطبقات.
ويرى الباحثون أن هذا التصميم يمكن أن يسهم مستقبلاً في تطوير طلاءات أكثر متانة لحماية أدوات القطع وشفرات التوربينات وبعض المكونات المستخدمة في التطبيقات الطبية.
وقد تتيح هذه التقنية إطالة عمر المواد التي تتعرض لضغوط متكررة وظروف تشغيل قاسية، والحد من التشققات والتآكل، بما يعزز متانة عدد من المكونات الصناعية والطبية.
