Chế tạo hình cầu rỗng từ kim loại

Khởi tạo bởi : tinkhoahoc |  Đăng bởi : tinkinhte  | Cập nhật: 30/10/2009 00:27

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Việc chế tạo các hình cầu kim loại rỗng rất phức tạp: Các nhà khoa học chưa thể chế tạo các kích cỡ nhỏ cần cho các ứng dụng công nghệ cao. Giờ đây, lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã chế tạo được các hình cầu rỗng cơ bản có đường kính chỉ từ hai tới mười milimet.

Các nhà nghiên cứu Viện Chế tạo và Vật liệu tiên tiến Fraunhofer (IFAM) của Đức đã nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo các ổ bi và van cầu phản ứng nhanh. Nhóm nghiên cứu giải thích, trong một van phun, chuyển động của một quả bóng sẽ khiến cho chiếc van này đóng và mở. Quả bóng càng nhẹ, thì chuyển động của nó càng nhanh. Cho tới nay, mới chỉ có thể chế tạo được các hình có kích thước như vậy dưới dạng các hình cầu đặc, nhưng một hình cầu đặc tương đối nặng và vì vậy phản ứng chậm trong một van phun. Lần đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã chế tạo được các hình cầu rỗng kim loại với đường kính chỉ 2-10 mm. Các hình cầu rỗng này nhẹ hơn 40-70% so với các hình cầu đặc.

Quy trình chế tạo được tiến hành với các hình cầu polixetiren, những hình cầu này có thể được nâng lên và giữ bằng luồng khí trên một đệm hoá lỏng trong khi một chất thể huyền phù gồm chất liên kết và bột kim loại được phun lên chúng. Khi lớp kim loại ở các quả bóng đủ dày, thì các nhà nghiên cứu tiến hành xử lý nhiệt, trong đó tất cả các bộ phận hữu cơ, polixetiren và chất liên kết bị bay hơi. Các vật liệu còn lại ở dạng khí và bay hơi thông qua các lỗ ở lớp kim loại, để lại hình cầu kim loại mỏng manh. Sau đó, các nhà nghiên cứu tiến hành giai đoạn nung kết ở nhiệt độ dưới nhiệt độ bay hơi, và các hạt bột kim loại liên kết với nhau, hình thành nên một lớp vỏ cứng và chắc chắn. Hình cầu này đã đủ vững chắc để có thể đặt vào một bộ máy, nhưng áp suất phải không được quá cao nếu không thì hình cầu sẽ bị biến dạng.

Nhóm nghiên cứu cho biết, kỹ thuật này sẽ có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực đòi hỏi quán tính khối thấp. Nhóm nghiên cứu đã chế tạo các hình cầu rỗng cơ bản từ thép, titan và nhiều hợp kim khác.

(Theo Tạp chí hoạt động khoa học // Nacesti)