بنية وأداء سبائك عالية الانتروبيا

تصميم السبائك التقليدي عادة ما يركز على عنصر رئيسي واحد، معززاً بإضافة كميات صغيرة من العناصر الثانوية. في المقابل، تقوم السبائك عالية الإنتروبيا بتعطيل هذا النهج التقليدي من خلال دمج خمسة عناصر رئيسية أو أكثر بنسب قريبة من التساوي. ينتج عن هذا التركيب إنتروبيا تكوينية عالية، مما ي stabilizes الهيكل البلوري ويؤدي إلى قوة ميكانيكية متفوقة واستقرار حراري.

تستمد الخصائص المتميزة للسبائك عالية الانتروبيا من أربعة آليات أساسية: تأثير الانتروبيا العالية، تشوه الشبكة، الانتشار البطيء، وتأثير الكوكتيل. تتيح هذه الخصائص للسبائك عالية الانتروبيا إظهار مقاومة ممتازة للتآكل، والتآكل، ودرجات الحرارة العالية، والإشعاع في التطبيقات العملية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لصناعات الفضاء، والدفاع، والطاقة النووية، وغيرها من الصناعات المتقدمة.

التطبيقات الحالية للسبائك عالية الانتروبيا

لقد وجدت المواد عالية الأداء (HEAs) تطبيقات لها عبر العديد من الصناعات عالية التقنية. في مجال الطيران والفضاء، يمكنها تحمل تقلبات درجات الحرارة الشديدة والبيئات عالية الضغط. في المجال النووي، تساهم مقاومتها للإشعاع في إطالة عمر الخدمة للمكونات الحيوية. بالنسبة لتطبيقات الدفاع، تُستخدم المواد عالية الأداء في الطلاءات المقاومة للصدمات والتآكل لتعزيز متانة أنظمة الأسلحة.

علاوة على ذلك، يتم استخدام سبائك عالية الانتروبيا على نطاق واسع كطلاءات سطحية لأدوات القطع عالية الأداء، مما يحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل وعمر الخدمة. بالإضافة إلى المواد السائبة، تُستخدم سبائك HEAs بشكل متكرر في شكل أفلام رقيقة أو طلاءات، حيث تلعب دورًا حاسمًا في حماية أسطح الأدوات في عمليات التشغيل الدقيقة وأنظمة القطع عالية السرعة.

تحديات التشحيم في تشغيل سبائك HEA

مع تزايد اعتماد مواد HEA في بيئات التصنيع، فإنها تقدم أيضًا تحديات جديدة لزيوت القطع والشحوم. يمكن أن تؤدي الصلابة الشديدة والثبات لمواد HEA إلى تسريع تآكل الأدوات وتوليد حرارة كبيرة أثناء التشغيل، مما يؤدي بدوره إلى تدهور سريع لزيوت القطع وانخفاض في أدائها.

لذلك، يجب أن تقدم زيوت التشحيم المستقبلية أداءً محسّنًا تحت الضغط الشديد ومقاومة للتآكل لإدارة الاحتكاك والأحمال الحرارية بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك، ستحتاج زيوت التشحيم إلى تحسين الاستقرار الحراري ومقاومة الأكسدة للتعامل مع العمليات عالية الضغط لفترات طويلة. ستصبح قدرة زيوت التشحيم على الحفاظ على أفلام زيت مستقرة والالتصاق بفعالية بأسطح HEA اعتبارًا رئيسيًا في استراتيجيات التركيب المستقبلية.

آفاق المستقبل: دمج سبائك عالية الانتروبيا وتقنيات التشحيم

نتطلع إلى الأمام، من المتوقع أن تعمق تجارية سبائك HEAs من تكاملها مع تطبيقات التشحيم الصناعية. يجب على موردي الزيوت المحركة والمهنيين في مجال المعادن النظر في الاستراتيجيات التالية:

أولاً، تطوير سوائل القطع وتركيبات الإضافات EP المصممة خصيصًا لخصائص تشغيل سبائك HEAs.

ثانيًا، إجراء دراسات متعمقة حول تأثير تركيبات HEA المختلفة على تدهور الزيت الحراري للزيوت والتخلص من المنتجات الثانوية للزيوت المستعملة.

ثالثًا، تعزيز استقرار وأداء الالتصاق للزيوت على أسطح سبائك HEA.

HAI LU JYA HE لديها سنوات من الخبرة في تشحيم الأعمال المعدنية وتتمتع بفهم جيد لتطبيقات المواد وحلول تشحيم القطع. مع تطور تقنيات HEA بسرعة، نستمر في دمج تطوير تركيبات الزيوت مع خبرة التطبيق في الموقع، مما يساعد العملاء على تحسين عمليات التشغيل والبقاء تنافسيين في عصر المواد من الجيل التالي.

◆ المصدر: MDPI

◆ المرجع: https://www.mdpi.com/1099-4300/25/1/73