قام فريق دولي من علماء الجامعة الوطنية للأبحاث التكنولوجية «ميسيس» وجامعة تيانجين الصينية، وكذلك من اليابان والولايات المتحدة، بتصميم سبائك توفير طاقة جديدة أساسها من الحديد وتجمع بين الخواص الميكانيكية والمغناطيسية العالية، والتي تتميز بأنها منخفضة التكلفة، وهي بذلك تفتح فرصا جديدة أمام الصناعة.

يواجه العلماء، اليوم، من مختلف البلدان مهمة إنشاء مواد جديدة، من شأنها المساعدة في تقليل فقدان الطاقة أثناء نقل الكهرباء وتحويلها. وسيؤدي ذلك إلى توفير الطاقة والمساهمة في الحد من انبعاثات الغازات الخطرة الناتجة (بما في ذلك ثاني أوكسيد الكربون الذي يعتبر أحد العوامل الرئيسية لظاهرة الاحتباس الحراري). ومن خلال زيادة عامل الكفاءة للأجهزة الإلكترونية فإنه سوف يصبح من الممكن تقليص حجمها. وبهدف حل هذه المسألة شارك الفريق الدولي من العلماء في تصميم مواد لا بلورية مغناطيسية ضمن مجموعة من السبائك الرخيصة مثل: Fe-Si-B-Nb-Cu (الحديد-السيلكون-البورون-النيوبيوم-النحاس).

التكنولوجيا الصناعية

في هذا الإطار أشار المهندس الباحث أندريه بازلوف من جامعة «ميسيس» خلال مقابلة مع وكالة ريا نوفستي قائلاً: «من أجل تصميم سبائك جديدة من الحديد التي تتمتع بخصائص مغناطيسية ومتانة عالية قمنا بتحليل عدد كبير من مركبات السبائك. في الوقت ذاته حاولنا تجنب استخدام عناصر سبائك باهظة الثمن، مثل النيوبيوم والموليدينوم. إذ إن جميع السبائك التي تم استخدامها في البحث، تم الحصول عليها من خلال استخدام التكنولوجيا الصناعية – التصلب من الحالة السائلة (طريقة لإنتاج سبائك المعادن اللابلورية من خلال الصهر والصب على قرص نحاسي دوار)».

وبحسب قول الباحث، فإن تحليل عدد كبير سبائك Fe82-85B13-16Si1Cu1 سمح للعلماء بتحديد تأثير التركيب الكيميائي والمعالجة الحرارية من خلال الخواص المغناطيسية والميكانيكية. نتيجة لذلك تمكنا من الحصول على سبائك ذات خواص مغناطيسية عالية ولدونة تقنية ومتانة فائقة.

كلفة منخفضة

أضاف بهذا الشأن الباحث أندريه بازلوف قائلاً: «إن السبائك غير المتبلورة الجديدة التي حصلنا عليها على من الحديد تتفوق من حيث إجمالي الخصائص على نظائرها الصناعية المنتشرة على نطاق واسع ليس فقط في روسيا وإنما خارج حدودها أيضاً. المزايا التي لا شك فيها هي كلفتها المنخفضة نسبياً (بسبب عدم وجود عناصر من سبائك باهظة الثمن)، بالإضافة إلى البساطة في الإنتاج الصناعي».

يشار إلى أن العلماء سوف يواصلون تصميم مركبات وأنظمة معالجة جديدة للسبائك اللينة المغناطيسية غير المتبلورة. ويخطط الباحثون أيضاً لحل المسألة الخاصة بالإنتاج الصناعي لتصاميمهم.