دانشمندان روسی روش ساده ای برای تجزیه و تحلیل تغییر شکل مواد پیچیده پیشنهاد می دهند

فن آوری

URL کوتاه دریافت کنید

تیمی از دانشمندان موسسه علوم و فناوری Skolkovo و دانشگاه ملی علم و فناوری MISiS (NUST MISIS) یک روش جهانی برای آزمایش مکانیکی مواد پیچیده ایجاد کرده اند که به مدیریت بهتر شرایط آنها کمک می کند.

به گفته محققان ، روش آنها به آنها این امکان را می دهد تا مکانهایی را که غلظت تغییر شکل در مقیاس میکرون متمرکز است تعیین کنند و از این رو از قبل محل شکستگی ها را دریابند و راه حل هایی برای تغییر شکل مواد قبل از قبل ارائه دهند. نتایج مطالعه در مجله علمی Polymers (بازل) منتشر شد.

باید درک کرد که چگونه تغییر شکل در شیلهای نفتی ، کامپوزیت های هواپیمایی ، آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت برای موتورها و سایر مواد دارای سلسله مراتب ساختاری منتشر می شود.

پروفسور الكساندر كورسونسكی ، رهبر تحقیقاتی تیم Skoltech ، اظهار داشت: تا همین اواخر ، هیچ روش ساده و جهانی برای تجزیه و تحلیل تغییر شکل چنین مواد در مقیاس میکرون وجود نداشت که امکان مطالعه و بهبود ساختار داخلی آنها را فراهم کند.

“تغییر شکل از کجا نشات می گیرد؟ همه می دانند: ‘آنجا که نازک است پاره می شود’ … پس چگونه می دانیم کجا چمن بگذاریم؟ این مکان های مشکل ساز در کجای یک ماده همگن از خارج ایجاد می شوند؟ چگونه می توانید از قبل بفهمید که شکستگی چگونه ایجاد می شود؟ برای انجام این کار ، شما باید یاد بگیرید که چگونه تنش ها در مواد دچار تغییر شکل می شوند ، چگونه توزیع می شوند “، الكساندر كورسونسكی گفت.

روش آزمایش مکانیکی ارائه شده توسط متخصصان دانشگاه دلالت بر مشاهده تغییر شکل گام به گام مواد درون محفظه میکروسکوپ الکترونی و تصویربرداری همزمان با وضوح در سطح کسری از میکرون دارد.

در این مطالعه ، دانشمندان نمونه هایی از پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده زیاد متخلخل (UHMWPE) را که در NUST MISIS در محفظه خلا of میکروسکوپ الکترونی روبشی به همراه یک دستگاه کوچک برای آزمایش مکانیکی تولید شده است ، قرار دادند.

صدها عکس بدست آمده با کمک یک نرم افزار ویژه از طریق همبستگی تصویر دیجیتال پردازش شد.

در نتیجه ، نقشه های دقیق توزیع ریز فشار برای توصیف تغییرات غلظت تنش در مناطق مختلف مواد توسط دانشمندان Skoltech و NUST MISIS به دست آمد. دانشمندان دریافته اند که تغییر شکل تحت فشار مواد یکنواخت نیست بلکه از طریق تشکیل نوارهایی ایجاد می شود که به تدریج کل حجم مواد را طولانی کرده و جذب می کنند.

“با استفاده از آزمایشات پلی اتیلن ، ما یاد گرفته ایم که چگونه” نقشه های زنده “تغییر شکل در داخل یک ماده متخلخل پیچیده را در معرض تنش ایجاد کنیم. تجزیه و تحلیل این ریز مغزها به ما اجازه می دهد تا مناطق محلی سازی کرنش ، جایی که تغییر شکل ها در هنگام آزمایش نمونه متمرکز می شوند ، و از این رو در طول کار محصول ، آشکار کنیم. قبلاً چنین مناطق باریکی فقط نظری بودند. ”الکسی سالیمون ، دانشیار گروه شیمی فیزیک ، NUST MISIS ، گفت.

به گفته دانشمندان ، روش پیشنهادی ساده ، همه کاره است و می تواند به سرعت در آزمایشگاههای مجهز به دستگاههایی که تصاویر دیجیتالی را با وضوح کافی ارائه می دهند توزیع شود.

پلی اتیلن متخلخل فوق العاده با وزن مولکولی (UHMWPE) به طور گسترده ای در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد ، به عنوان مثال ، برای جایگزینی قطعات استخوان و غضروف ، و همچنین در فن آوری های سلول به عنوان بسترهای سلول. دانشمندان بر این باورند که داده های بدست آمده فناوری کاربرد آن را بهبود می بخشد.

در آینده ، تیم متخصصان Skoltech و NUST MISIS قصد دارند در زمینه توسعه روشهای تحقیق میکرو مکانیکی و ایجاد یک خط تجهیزات آزمایشگاهی و نرم افزاری روسی برای مطالعه مواد پیچیده با سلسله مراتب ساختاری کار کنند.