طور فريق من الباحثين من جامعة روستوك في ألمانيا طريقة جديدة وسريعة لإنتاج السبائك المعدنية (metallic alloys) ذات قوة عالية وبتكلفة أقل و بأقل طاقة من غيرها, ومن المتوقع أن يساهم هذا بإنتاج مكونات تستخدم في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك النقل والأجهزة الطبية.
ونشرت الدراسة في مجلة (Materials Today)، حيث تعتمد على تقنية Spark Plasma Sintering مع نظام متكامل للتبريد بالغاز، وقدرة للحفاظ على خصائص أصغر للحبيبات داخل السبيكة معدنية.
Spark Plasma Sintering أو SPS هي تقنية تستخدم لصهر المساحيق وتحويلها إلى مادة صلبة كثيفة، وذلك بوضع المسحوق في قالب (أو مكعب) ومن ثم تمرير تيار كهربائي يصاحب ذلك ضغط ميكانيكي، ومن خلال تغيير معدلات التبريد في الجهاز يكون من الممكن التحكم بأحجام الحبيبات في المادة وضبط خصائصها الميكانيكية، فالتبريد السريع للمادة مباشرة بعد SPS يمكن أن ينتج مادة مُعززة الصلابة ذات قابلية للسحب.
ويستند نظام التبريد السريع في هذا الجهاز على تصميم متاح تجاريا، عُدل ليشمل سلسلة من الفوهات الغازية، ذلك أن معظم تلك الأنظمة تعتمد على التبريد الطبيعي أو الغمر في غاز الأرجون، لكن هذه التقنية تعتمد على إطلاق غاز النيتروجين إلى حجرة بسرعات فائقة, وبالتالي التبريد السريع للمادة.
وقد أنتجت بهذه التكنولوجيا سبيكة من التيتانيوم ذو الدرجة الخامسة (Grade 5 Titanium)، وهي العمود الفقري لصناعات التيتانيوم في جميع أنحاء العالم، حيث لها تطبيقات في معدات الفضاء والصناعات الطبية الحيوية والبحرية، وكانت صلابتها أعلى بـ 12 % من السبيكة المبردة طبيعياً مع تحسين ليونة تصل إلى 34 ± 3 % وبأقل فترة زمنية مقارنةً بالطرق الأخرى، وستلعب هذه التقنية دوراً رئيسياً في إنتاج مواد جديدة من المعادن والسبائك وأشباه الموصلات ذات البنية النانومترية.
