تکنولوژی پیشنهادی برای تولید سیم ابر پلاستیک

بسپار/ایران پلیمر در حال حاضر، آلیاژ با مقدار آلومینیوم کم، کاربرد گسترده‌ای در مهندسی برق و ساخت ماشین آلات پیدا کرده است. همزمان، بایستی به این موضوع اشاره شود که مهندسی برق جدید در بسیاری از زمینه ها نیازمند استفاده از آلیاژهای آلومینیوم است.
برای مثال، آلیاژهای آلومینیوم باید هدایت الکتریکی بالا و استحکام کافی داشته باشند و در صورت نیاز بتوانند حرارت بالایی را برای مدت زمان طولانی تحمل کنند. معمولاً، استحکام بالا و پایداری حرارتی آلیاژهای آلومینیوم به معنی تهیه آلیاژهای پیچیده ای است که در نهایت منجر به کاهش هدایت الکتریکی مواد می‌شود.
در سال 2017، یک تیم تحقیقاتی در مرکز تحقیق فیزیک و تکنولوژی در دانشگاه لوباچکوسکی در نیژی نوگورود در مسکو برروی فرایندهای تهیه آلیاژهای مخصوص کار می‌کردند. این گروه موفق به بهبود عملکرد آلیاژهای آلومینیوم شدند. به منظور دستیابی به این آلیاژ، محققین از تکنولوژی ریخته گری در خلاء استفاده کردند. طبق سخنان پروفسور الکسی نوخرین، رئیس آزمایشگاه شناسایی مواد دانشگاه، اولین قدم در این زمینه بهبود نحوه ی ریخته‌گری برای آلیاژ آلومینیوم جدید بود.
پروفسور می‌گوید: ساختار فلز ریخته‌گری شده بسیار نایکنواخت است. در این فلز ذرات سوزنی شکل و همچنین ذرات بزرگ حاصل از ریخته‌گری مشاهده می¬شود. به این دلیل، دستیابی به این موضوع با ریخته‌گری فلز بسیار مشکل است. به منظور دستیابی به نتایج مورد نیاز، ابتدا بایستی روشی استفاده شود تا ذرات فلزی بزرگ در سیستم تشکیل نشود و مرحله دوم که بسیار دشوار است، انجام فرایند آلیاژ سازی در دماهای بالا مشابه شرایط فرایندی کارخانه است. افزایش دما باعث رسوب ذرات بزرگ شده که امکان پاره شدن سیم‌هایی با قطر کمتر از نیم میلی متر را فراهم می‌کند.
به منظور حل این مشکل، تحقیقات فراوانی صورت گرفته است تا اثر ریخته‌گری برروی یکنواختی ساختار و خصوصیات آلیاژ آلومینیوم حاوی میکرو افزودنی‌های منگنز و اسکاندیم بررسی شود. تکنولوژی تغییر شکل شدید پلاستیک، شامل پرس کردن زاویه‌ای، کانال سازی یکسان و قالب سازی چرخشی از جمله روش‌های کلیدی برای کنترل ساختار آلیاژ آلومینیوم است.
در نتیجه، ساختار پلاستیکی بسیار یکنواخت در آلیاژهایی که پیش از این درآن ها نانو ذرات شکل گرفته بودند به دست می‌آید و یک سطح قابل قبول از استحکام و مقاومت حرارتی در سیم‌های تولید شده را فراهم می‌کند.
آلیاژهای جدید ویزگی های خاصی را از خود نشان می‌دهند و محققین موفق شدند هدایت الکتریکی، استحکام و مقاومت حرارتی آلیاژها همراه با انعطاف‌پذیری در دماهای بالا را افزایش دهند. این تحقیق نشان داد که آلیاژهای جدید ابرپلاستیک هستند. در حین تست کششی در 500 درجه سانتیگراد و با نرخ بالای اعمال تنش، نمونه‌ها ازیاد طولی بیش از 1000% از خود نشان دادند و پس از سرد شدن، بسیار مقاوم بوده و هدایت الکتریکی آنها باز می‌گردد.
پروفسور می‌گوید: اگر مکانیسم های تغییر شکل ویژه فعال باشد و فلز مانند شیشه ی مذاب جریان پیدا کند، تولید کنندگان می توانند با استفاده از این آلیاژ، سیم های ابرپلاستیک را تولید کنند.