نجح علماء من معهد موسكو للطيران في تطوير تقنية جديدة لمعالجة سبائك التيتانيوم، تمنح الهياكل المعدنية للطائرات والسيارات والسفن قدرة فائقة على امتصاص الصدمات عالية السرعة، مع الحفاظ على وزن أخف مقارنة بالمواد التقليدية.
وأوضحت الأستاذة المشاركة في مركز “المواد الجديدة وتقنيات الإنتاج” التعليمي التابع للمعهد أولغا غفوزديفا، أن سطح المادة الذي يتلقى الصدمة يكتسب قوة وصلابة معززتين، بينما يتميز الجانب الآخر بصلابة أقل؛ مما يمنع انتشار الشقوق بسرعة, مشيرة إلى أن المادة تمنح هذا التدرج في البنية مزيجًا من الخصائص لا يوجد عادةً إلا في الهياكل المركبة، مما يمنحها مقاومة ديناميكية استثنائية.
ووفقًا للمبتكرين، فإن استبدال المواد التقليدية بسبائك التيتانيوم ذات البنية المتدرجة سيسهم في تحسين حماية المركبات والطائرات دون التأثير في سهولة التحكم أو قدرة تحمل الأحمال نتيجة الوزن الزائد للدروع.
وتمكن العلماء من تهيئة ظروف تسمح للهيدروجين بالتغلغل في قطعة العمل من جانب واحد فقط، ثم خروجه أثناء المعالجة الفراغية (المفرغة من الهواء), ومن خلال التحكم في درجتي الحرارة والوقت، استطاع الباحثون ضبط عمق تغلغل الهيدروجين والتحولات الطورية والبنيوية، للحصول على البنية غير المتجانسة المطلوبة.
وخلافًا لأنظمة الحماية متعددة الطبقات المعرضة لخطر الانفصال، يسمح هذا النهج بإنتاج مادة “متراصة” ذات خصائص محسنة، مما يقلل احتمالات الفشل الهيكلي ويبسط التصميم.