معهد IMDEA للمواد يكشف عن آليات التبلور في عملية الانصهار بالليزر على سرير المسحوق

أخبار ar.wedoany.com، نشر باحثون من معهد IMDEA للمواد مؤخرًا دراسة في مجلة "التصنيع الإضافي" تستكشف آليات التبلور في سبيكة Finemet المنتجة عبر عملية الانصهار بالليزر على سرير المسحوق. توفر الدراسة رؤى جديدة حول كيفية تأثير معلمات العملية على البنية المجهرية للمكونات المغناطيسية اللينة من الزجاج المعدني، وقد تم إنجاز هذا العمل في إطار مشروع Horizon Europe AM2SoftMag.

تلقى الزجاج المعدني (المعادن غير المتبلورة) اهتمامًا نظرًا لأدائه المشترك من حيث القوة الميكانيكية، ومقاومة التآكل، والخصائص المغناطيسية. ومن بينها، تمتلك سبيكة Finemet إمكانات تطبيقية في مجالات الطاقة مثل المحولات، والملفات الحثية، والمحركات الكهربائية. تكمن عقبة تعميم هذه المواد في صعوبة الحفاظ على بنيتها غير المتبلورة أو النانوية البلورية عند إنتاج مكونات كبيرة ذات أشكال هندسية معقدة. بينما توفر عملية الانصهار بالليزر على سرير المسحوق بديلاً للتصنيع التقليدي، إلا أن الظروف الحرارية القصوى أثناء العملية قد تحفز تبلور البنية المجهرية الحديدية-السيليكونية في Finemet، مما يؤثر بشكل مباشر على الكفاءة المغناطيسية، والمقاومة الكهربائية، والسلوك الميكانيكي للمكون النهائي.

استخدم فريق البحث استراتيجية مسح مزدوج بسرعات مسح متغيرة للتحكم في الظروف الحرارية أثناء الطباعة وتحليل تأثيرها على البنية المجهرية. وجدت الدراسة أن حجم البلورات الدقيقة المتكونة عبر هذه العملية يتراوح من عشرات إلى مئات النانومترات، وهي أكبر وأقل انتظامًا في التوزيع مقارنة بتلك الناتجة عن عملية التلدين للشرائط المنتجة بالصهر والغزل التقليدية. قد يحدث التبلور إما خلال مرحلة التصلب السريع لبركة الانصهار تحت ظروف تبريد محددة، أو في المنطقة المتأثرة حرارياً الناتجة عن مسحات الليزر اللاحقة. كما لوحظ تكوين كمية صغيرة من الشجيرات البلورية عند حدود بركة الانصهار، حيث يتناقص حجمها مع زيادة معدل التبريد.

صرحت الباحثة الرئيسية في معهد IMDEA للمواد، سوميا ساداناند: "يظهر هذا العمل أنه لتصنيع مركبات نانوية بلورية-غير متبلورة ذات أشكال هندسية معقدة ومناسبة للاستخدام كمكونات سلبية للمحركات باستخدام عملية الانصهار بالليزر على سرير المسحوق، يجب أن تهدف اختيارات المعلمات إلى تقليل معدل التبريد. وهذا يساعد على زيادة معدل التكوين النووي، وكبح تكوين الحبيبات الكبيرة، وتقييد تشكيل البلورات النانوية داخل المنطقة المتأثرة حرارياً."

أشارت الدراسة كذلك إلى أن التدرج الحراري وديناميكيات التبريد لهما تأثير كبير على آليات التكوين النووي والنمو، وأن فهم هذه الآليات أمر بالغ الأهمية لضمان استقرار وأداء الزجاج المعدني وتوسيع نطاق تطبيقاته العملية. تم إجراء هذا البحث من قبل مجموعة المعادن المستدامة في معهد IMDEA للمواد تحت قيادة البروفيسورة تيريزا بيريز برادو، بمشاركة جامعة سارلاند، وجامعة الملك خوان كارلوس، والجامعة التقنية في برلين.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com