מתכות עם יהלומים

מדעני חומרים מפתחים מבנים מרוכבים המכילים שילוב של חומרים שונים. חומרים חדשים אלו יוכלו לספק בעתיד יישומים מותאמים אישית 

חוקרים מהאוניברסיטה הטכנולוגית של וינה בחנו חומרים מרוכבים (הערך מוויקיפדיה) מכילי מתכות מבטיחים, שהינם מוליכים טובים של חום והמסוגלים לעמוד בעומסים מכאניים בטמפרטורות גבוהות (עד חמש מאות וחמישים מעלות צלזיוס) תוך התרחבות מועטה בלבד. שילובי חומרים אלו יוכלו לשמש בכורים גרעיניים והם מתוכננים לקירור הדופן הראשוני של כור ניסיוני כזה בצרפת.

הרחקת חום מוגברת הופכת לגורם חשוב יותר ויותר בתחום של רכיבי אלקטרוניקה במנועים ובמחשבים. ללא פיזור החום העודף, כוח המחשוב של מחשבי העתיד לא יוכל להתגבר. בנוסף, חומרים מרוכבי-מתכת יוכלו לשמש גם כחומרי-קירור במנועים רקטיים.

“בחנו מספר חומרים מרוכבים מכילי-מתכות ואת ממשקי הקישור שלהם והם נראים מבטיחים ביישומים של גופי-קירור בכורים גרעיניים, מנועים רקטיים ורכיבים אלקטרוניים. האפיון של חומרים לא אחידים אלו נכלל בתחום היכולת המדעית שלנו,” אומר פרופסור H. Peter Degischer, ראש המכון למדעי-החומרים וטכנולוגיית חומרים באוניברסיטת וינה. “נחושת וכסף הינם מוליכים יעילים, אולם בשל מקדמי התרחבות חומנית די גבוהים שלהם, הם אינם מספקים די חוזק פנימי כאשר מתרחשים שינויים בתחומי הטמפרטורות. בנוסף, החוזק המכאני שלהם מצטמצם באופן חד בטמפרטורות גבוהות. נחושת, לדוגמא, מתעוותת כמו חמאה בשלוש מאות מעלות צלזיוס ומעלה.”

חישול המתכות ע”י צורן קרבידי או סיבי טונגסטן בקוטר של עשירית המילימטר או ע”י סיבי פחמן שקוטרם פחות ממאית המילימטר, מגדיל את החוזק המכאני ואת היציבות המבנית מבלי לפגום במוליכות. החוקר מאמין כי שילוב של כסף וחלקיקי יהלום בקוטר של עשירית המילימטר, המחוברים יחדיו באמצעות גשרי צורן דקיקים, מגלם את ההבטחה הגדולה ביותר עבור רכיבי-אלקטרוניקה שכאלה.

באמצעות חישוביי הדמיות היה ניתן לחזות הן את המוליכות החומנית והן את הלחץ הפנימי עבור מבנים מרוכבים נתונים. חברה מסחרית אוסטרית (PLANSEE) תוכל להפיק תעשייתית את החומרים החדישים הללו. “במהלך המחקר שלנו עם סינכרוטרון (מקור יעיל לקרינת רנטגן) הצלחנו לראות את רכיבי החומרים המשולבים הללו, הערוכים באופן תלת-מימדי, מתעוותים באופנים שונים בתגובה לחימום וקירור חוזרים ונשנים.”

הידיעה מהאוניברסיטה