Наскоро изследователи на EPFL (Швейцарски Федерален Технологичен Институт) започнаха разработката на магнезиеви сплави, за да разберат как да направят метала още по-гъвкав. Целта е да се открият нови, по-податливи сплави, които да се използват за производството на по-леки и по-икономични автомобили.
Аерокосмическата и автомобилната индустрия се интересуват от магнезия, защото това е метал, който е в изобилие и е четири пъти по-лек от стоманата. Чистият магнезий обаче има лоша пластичност и се моделира трудно. Изследователи от лабораторията за многомащабно механично моделиране на EPFL създадоха модел, който предсказва как би действал металът, когато се смеси с разнообразни елементи, за да разберат кой вид сплав предлага капацитета на обработваемост, необходим за промишлени приложения.
Процесът на моделиране е както следва:
Взаимодействията между магнезиевите атоми и атомите на елементите, добавени за получаването на сплави, се проучват от изследователите на EPFL. Те откриват, че специфични атоми активират процес, който „отменя“ механизма, който прави магнезия труден за манипулации. Ниската пластичност на магнезия се дължи на неговия малък брой подвижни дислокации, смятани за линейни дефекти, които правят металите пластични и благодарение на които е по-малко вероятно те да се счупят, в случай на деформация.
Изследователите откриват, че добавянето на специфични елементи значително увеличава броя на подвижните дислокации, като по този начин се повишава способността за обработваемост на метала. След това в продължение на няколко месеца те използват високоефективна компютърна система, за да изчислят, посредством квантова механика, причините, поради които комбинациите от атоми могат да доведат до най-висока пластичност.
Засега сплавите все още са в етап на моделиране. Следващата стъпка ще включва производство в лабораторни условия, при което да се провери дали те имат правилните свойства за промишлена употреба, а също така и да се проучи дали могат да бъдат произведени в по-голям мащаб.
В момента, промишлената индустрия използва в най-голяма степен стоманени плочи - горещовалцована ламарина, която намира множество приложения в строителството, мостостроенето, корабостроенето и машиностроенето, поради отличително високата си якост.
Друга статия, публикувана на phys.org, описва друг подход към използването на магнезий за създаването на лек автомобилен метал. Изследователи от NIMS и Технологичния университет в Нагаока разработват магнезиева сплав, която е по-лека от стоманата и алуминиевите сплави. Тази сплав може да се използва за изработка на евтин и лек листов метал за автомобилни приложения, който има отлична обработваемост в сравнение с алуминиевата ламарина, която в момента се използва за производството на каросерията на някои модели автомобили.
Изследователският екип разработва новата втвърдяваща се магнезиева сплав, като добавя много малки количества цинк, манган, алуминий и калций. Тази сплав има отлична обработваемост при стайна температура, сравнима с тази на алуминиевите сплави със средна якост, които се използват за производството на някои автомобилни каросерии, а освен това е по-здрава и по-евтина за обработка.
Когато се работи за създаването на лека сплав, трябва да бъдат разгледани множество фактори. С всяка нова иновация на материалите се появява потенциално по-голяма ефективност, но също така и нов списък с аналитични предизвикателства. Поради големия брой сплави, които се използват в автомобилната индустрия, потвърждаването на химичния състав е от особено важно значение.
