يقدم هذا التقرير لمحة عامة عن التقدم المحرز في السنوات الأخيرة في البحوث الرامية إلى تعزيز الخواص الميكانيكية لمادة المغنسيوم. من خلال تحليل الابتكارات والتطبيقات في التكنولوجيات الرئيسية مثل تصميم السبائك، وعمليات الحداثة، والمعالجة الحرارية، والمعالجة السطحية، تلخص هذه الورقة الحالة الراهنة للبحوث وتحدد الاتجاهات المستقبلية.
ويعتبر المغنسيوم مادة بنيوية خفيفة الوزن تنطوي على إمكانات واسعة في مجالات الفضاء الجوي والسيارات والإلكترونيات وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن ميكانيكا المغنسيوم ضعيفة نسبياً، مما يحد من استخدامها في عدد من المجالات ذات الأداء العالي. ونتيجة لذلك، أصبح تعزيز الخواص الميكانيكية لمادة المغنسيوم نقطة ساخنة وصعبة في الدراسة. وسوف تقدم هذه الورقة لمحة عامة عن التقدم المحرز في البحوث في السنوات الأخيرة وتحلل اتجاهات هذه البحوث.
وتصميم السبائك هو إحدى الوسائل الرئيسية لتعزيز الأداء الميكانيكي لمادة المغنسيوم. ومن خلال تعديل أنواع ومحتويات عنصر السبائك، يمكن تحسين النسيج الدقيق لعنصر المغنسيوم وميكانيته. وفي الوقت الحاضر، يعمل الباحثون على تحسين قوة وصمود سبائك المغنسيوم من خلال إضافة عناصر أرضية نادرة، وعناصر معدنية انتقالية، وتحسين نسبة السبائك. فعلى سبيل المثال، فإن إضافة عناصر أرضية نادرة من شأنها أن تزيد درجة حرارة الغرفة ودرجات الحرارة العالية لعنصر المغنسيوم وأن تحسن أداءه ؛ ومن شأن إضافة عناصر معدنية انتقالية أن تزيد من آثار تصلب اللغوم بالتقادم وأن تزيد من شدة استضعافه ومقاومته للشد. وتوفر استراتيجيات تصميم السبائك سبيلاً فعالاً لتطوير مضمار المغنسيوم عالي الأداء.
وتؤثر عمليات التضميد تأثيرا كبيرا على الأداء الديناميكي لمادة المغنسيوم. ويمكن التحكم في الأنسجة المجهرية والأداء الديناميكي للمناورة من خلال تحقيق المستوى الأمثل لبارامترات الحداثة، مثل درجة حرارة التشوه، ومعدل الإجهاد، ودرجة التشوه. وفي السنوات الأخيرة، استخدمت تقنيات جديدة للتحوير، مثل التكييف، والتواتر، والضغط العالي، في إعداد مواد المغنسيوم، مما أدى إلى تحسين أدائها الميكانيكي. ومن شأن هذه التكنولوجيات الجديدة أن تصقل الحبيبات وتحسّن نسيج النسيج، مما يزيد من قوة المواد المطورة ومرونتها.
وتعتبر المعالجة الحرارية وسيلة هامة لزيادة تحسين الملاءة المعدنية. ومن خلال العمليات الحرارية مثل المعالجة بالحرارة، مثل المعالجة بالحزل والتقادم، يمكن التحكم في مرحلة المغنسيوم وتحسين تركيبه الدقيق والواجهة، وبالتالي تحسين الأداء الميكانيكي. وفي السنوات الأخيرة، ابتكر الباحثون ابتكارات عديدة في العمليات الحرارية، مثل استحداث نظم جديدة للتقادم، وتحسين درجة حرارة ووقت التقادم إلى أقصى حد ممكن، من أجل تحقيق قوة أكبر ومرونة أفضل.
ولا تؤدي تكنولوجيا معالجة السطح فقط إلى تحسين القدرة على مقاومة تآكل المعادن المغذية المغنسيوم فحسب، بل يمكن أيضا تحسين أدائها الميكانيكي. فعلى سبيل المثال، يمكن تكنولوجيات المعالجة السطحية، مثل تقوية الحشوة، ومزيج السطح بالنانوية، إدخال الإجهاد المتبقي على سطح المطورة، وتعزيز صلابة الدقيقة والتعب على السطح. وتوفر تكنولوجيات معالجة الأسطح مساراً جديدة لتحسين الأداء الميكانيكي لدات المغنسيوم.
تقدم هذه الورقة لمحة عامة عن التقدم المحرز في البحوث الرامية إلى تعزيز الخواص الميكانيكية لمادة المغنسيوم من حيث تصميم السبائك، وعمليات التح، والمعالجة الحرارية، والمعالجة السطحية. وعلى الرغم من بعض النتائج، لا تزال هناك تحديات ومشاكل يتعين التصدي لها. وفي المستقبل، يلزم إجراء المزيد من البحوث المتعمقة بشأن آليات التركيب والبحث عن عناصر سبائك جديدة ومضاهاة ؛ تطوير عمليات جديدة ذات كفاءة وملائمة للبيئة من أجل التنظيم الدقيق للأنسجة والأداء ؛ الاستفادة المثلى من نظم المعالجة الحرارية وتكنولوجيات المعالجة السطحية من أجل تحسين الأداء الميكانيكي المتكامل للطفايات. ومن خلال الابتكار والجهود المتواصلة، نعتقد أنه يمكننا زيادة تعزيز الخواص الميكانيكية لمادة المغنسيوم وتعزيز تطبيقها في المزيد من المجالات.
