طور علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية طريقة جديدة لإنشاء معادن مساحيق مركبة. تسمح هذه الطريقة بتقليل نفايات الإنتاج وتحسين جودة المنتجات الكهربائية ، ونتيجة لذلك ، زيادة الكفاءة الاقتصادية للإنتاج بنسبة 30٪. ونشرت نتائج الدراسة في مجلة Metallurgist.
قدم فريق العلماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية أسلوبًا فريدًا وتصميمًا لخلاط لتحضير المواد المركبة من البودرة على أساس الجرافيت وفحم الكوك ومكون البوليمر. ستعمل الطريقة الجديدة على تحسين جودة المواد الخام النهائية لعملية الضغط اللاحقة وتقليل نفايات الإنتاج في مجال الطاقة النووية وصناعة الطيران والفضاء والتعدين والنقل الكهربائي. أجريت الدراسة كجزء من المختبر الدولي للميكانيكا وعمليات الليزر وتقنيات الإنتاج الرقمي في جامعة جنوب الأورال الحكومية.
اقترح الخبراء عددًا من التقنيات لخلط المسحوق ، والتي تسمح بالحصول على تركيبة كربون - مادة متعددة المكونات. المنتجات من هذا التكوين ذات جودة عالية بسبب التوزيع الأكثر تجانسًا للخصائص على حجم الجزء المصنوع منه. في أجزاء مختلفة من المنتج ، تتمتع المادة بنفس الخصائص الفيزيائية والميكانيكية ، على سبيل المثال ، قوية وكثيفة بنفس القدر.
يعتبر الخلط ، بحسب العلماء ، من أهم مراحل إنتاج المساحيق المعدنية. لهذه العملية ، طور الخبراء تركيبة وخلاط الجرافيتوبلاست الجديد ، والذي يسمح بخلط عالي الجودة ويزيد من استخدام المادة بنسبة تصل إلى 98٪.
«النتائج التي تم الحصول عليها فريدة ويمكن استخدامها في عمليات ومعدات تكنولوجية أخرى تتعلق بعمليات تصنيع الأجزاء من المواد المركبة من المسحوق»,- قالت مارينا سامودوروفا ، دكتوراه في العلوم التقنية ، أستاذ في قسم «العمليات والآلات لمعالجة معادن بالضغط »في جامعة جنوب الأورال الحكومية.
درس العلماء تقنية خلط مكونات المساحيق المركبة بمزيد من التفصيل مقارنة بالدراسات السابقة. درس الخبراء العمليات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث أثناء الخلط: الامتزاز والالتصاق والرطوبة الغاطسة لمساحيق الكربون مع مادة سائلة.
وفقًا لعلماء جامعة جنوب الأورال الحكومية ، قد تهتم الشركات المشاركة في إنتاج معدات الخلط بهذه التطورات ، لأنها تزيد من كفاءة المعدات بسبب تقليل النفايات عند الخلط ، وتحسين جودة التكوين النهائي ، فضلاً عن تبسيط تصميم الخلاطات.
في المستقبل ، يخطط العلماء لإنشاء تركيبات مسحوق عالية الانتروبيا. هذا اتجاه جديد في العلوم التطبيقية ، حيث يمكن أن تكون المكونات مواد مختلفة تمامًا في خصائصها الفيزيائية والميكانيكية ، مع مؤشرات كثافة مختلفة وتوزيع حجم الجسيمات.
وفقا للخبراء ، يمكن طلب التركيبات عالية الانتروبيا على نطاق واسع ليس فقط في تعدين المسحوق. يتم وضع متطلبات عالية على جودة مواد المسحوق المركبة في التصنيع الإضافي ، حيث يتم إنشاء الأجزاء باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
جامعة جنوب الأورال الحكومية هى أحد المشاركين في مشروع «5-100» ، المصمم لزيادة القدرة التنافسية للجامعات الروسية بين المراكز البحثية والتعليمية الرائدة في العالم. البحث في مجال علم المواد هو أحد الاتجاهات الاستراتيجية الثلاثة لتطوير الأنشطة العلمية والتعليمية لجامعة ولاية جنوب الأورال إلى جانب صناعة علم البيئة الرقمية.