گزارش‌های اخیر نشان می‌دهند که در آینده‌ای نزدیک استفاده از تیتانیوم در تولید وسایل نقلیه رشد قابل توجهی داشته باشد.
به گزارش مرکز روابط عمومی و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، تمایل و تلاش بشر برای دستیابی به مواد سبک نه تنها به پایان نمی رسد بلکه جدیت او در یافتن جایگزین‌هایی به جای مواد سبک هر روز بیشتر می‌شود. به طور کلی تولیدات صنعتی به میزان گسترده‌ای به آلومینیوم و فولادهایی با استحکام بالا در رنج‌های مختلف وابسته هستند. هرچند انتظار می‌رود که فیبرهای کربنی نیز بتوانند انقلابی در حوزه علم و صنعت مواد راه بیندازند اما گزارش‌های اخیر نشان می‌دهند که در آینده‌ای نزدیک استفاده از تیتانیوم در تولید وسایل نقلیه رشد قابل توجهی داشته باشد.
البته برای استفاده از تیتانیوم لزومی به خالص بودن آن نیست و می‌تواند به صورت آلیاژی نیز استفاده شود. برای مثال، محققان آمریکایی از مؤسسه (PNNL) آلیاژ تیتانیوم بهبود یافته‌ای را معرفی کرده اند که مقاوم تر از همه آلیاژ‌های تجاری تیتانیومی است که در حال حاضر در بازار وجود دارند. استحکام بالا، وزن کم، ارزان بودن و سهولت فرآیند تولید این آلیاژ جدید، تیتانیوم را به یک نامزد بسیار عالی برای تولید قطعات خودرو، تبدیل کرده است. این پژوهشگران در مقاله ای اخیرا در مجله ی Nature Communications این دستاورد را معرفی کرده اند.
بنابراین، وزن تیتانیوم خام 45 درصد وزن فولاد کم کربن است، اما بسیار مقاوم تر از آن است. مهندسین مواد در ابتدا سعی در ترکیب آن با آهن، وانادیوم و آلومینیوم داشتند که در نتیجه آن آلیاژ Ti185، برای اولین بار حدود 50 سال پیش تولید شد. این آلیاژ سبک و مقاوم است اما تنها در مکان های خاصی می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. عناصر این آلیاژ تمایل به جمع شدن روی کلاسترهای آهن دارند که موجب ایجاد نقص انباشتگی می شود و ساختار شبکه را تخریب می کند. از این رو استفاده از آن برای تولیدات تجاری بسیار دشوار خواهد بود.
در این راستا، محققان مؤسسه PNNL موفق به معرفی یک فرایند برای کاهش هزینه های تولید آلیاژهای تیتانیوم در مقیاس صنعتی نیز شدند. استفاده از پودر هیدرید تیتانیوم به جای تیتانیم مذاب یک کلید مؤثر برای کاهش هزینه ها است. گروه مواد پیشرفته که با نام اختصاری ADMA نیز شناخته می شوند، با گروه PNNL همکاری مشترکی در زمینه تولید این پودر داشتند که در حال حاضر پودر هیدرید تیتانیوم و مواد پیشرفته دیگری را به صنعت هوا فضا می‌فروشند.
با وجود این پیشرفت ها، محققان کار بر روی مواد پیشرفته را با قدرت بیشتر ادامه می دهند. این محققان با استفاده از میکروسکوپ های پیشرفته ی الکترونی به بررسی ریز ساختار مواد و آلیاژها می پردازند تا به درک دقیق و کاملی از ریز ساختار و پیوندهای بین اتمی برسند. چرا که رفتار این آلیاژ با استحکام و مقاومت بالا در گرو رفتار و چینش ریز ساختار است.
شاید بتوان گفت که عملیات حرارتی به شیوه ی حرارت دهی به آلیاژ در داخل یک کوره در دماهای مختلف و سپس غوطه ور سازی آن در آب سرد که موجب باز چینش و تغییر در نحوه ی چیدمان عناصر می شود یکی از دلایل ایجاد استحکام در ابزارهای تولیدی از جنس این پودر های آلیاژی خواهد بود. چرا که با انجام یک مرحله عملیات حرارتی در دمای بالاتر و سرد کردن ناگهانی آن می توان به یک آلیاژ تیتانیوم که 10 تا 15 درصد مقاوم تر از تمام آلیاژهای تیتانیوم تجاری موجود در بازار است، دست یافت. آلیاژی که مقاومت آن حدودا دو برابر فولاد است.
بنابراین، نقطه ضعف اساسی آلیاژ تیتانیوم جدید را قیمت همچنان بالای آن در مقایسه با فولاد های آلیاژی دانست. اما به دلیل مقاومت آن و سایر ویژگی های کاربردی اش، بسیار مقرون به صرفه تر و با پتانسیل بیشتر برای تولید خودروهای سبک است. خودروی جدیدی که با بدنه ی تیتانیومی ساخته شده است در ماه سپتامبر با قیمتی در حدود 2.8 میلیون دلار رو نمایی خواهد شد.
گفتنی است، معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری با هدف توسعه مواد و ساخت پیشرفته اقدام به راه اندازی ستاد توسعه فناوری‌های مواد و ساخت پیشرفته کرده است تا فناوری‌های مرتبط با این حوزه بیش از پیش در کشور ارتقاء یابد.
انتهای پیام/25