Новая технология тысячекратно ускоряет отжиг сплавов и металлов
Термическая обработка металлов, или отжиг, является необходимой технологией изменения характеристик сплавов. Это важно для применения полученного таким образом материала в определенной сфере деятельности, науки, техники и др. Отжиг является одним из немногих способов устранения различных дефектов изделий. Он также способствует повышению надежности и прочности применяемых сплавов. Отжиг бывает разным — технология, применяемая в процессе, зависит от объекта, но во всех случаях сам процесс проходит в течение определенного времени, требуемого для разогрева оборудования и дальнейшей термической обработки материала до конечного результата — а это около 3-6 часов при температуре до 4000 градусов Цельсия.
Однако новая технология российских ученых позволила сократить процесс отжига в 1000 раз и даже больше. Эта технология представляет собой облучение материала с применением ионов: металл помещают в специальное «вакуумное» место, куда направляют источник, испускающий мощный поток ионов. Обладая высокой скоростью, ионы бомбардируют верхний слой материала, заставляя находящиеся в нём атомы металла сталкиваться между собой. В результате образуется большое количество энергии, которая, как утверждают ученые, может быть сопоставима с энергией ядерного взрыва. Это сравнение небезосновательно — разогрев подвергшейся воздействию ионов области буквально за пикосекунду достигает температуры поверхности солнца, а это порядка 6000 градусов Цельсия. Таким образом, перестраивание атомов материала носит радиационно-динамический характер.
Тестирование полученных после применения новой технологии отжига металлов и сплавов на испытательных машинах показало, что благодаря подобной обработке улучшаются не только их механические, но также магнитные, электрические, трибологические и другие свойства. Примером может служить уровень ваттных потерь магнетомягких металлов — до 35% на частотах от 50 до 10000 Гц. Столь кратковременный процесс дает эффективный отжиг, являющийся на деле более эффективным, чем традиционный. Так, в пользу новой технологии говорит значительная экономия энергии в течение процесса термической обработки, а также его низкая трудоемкость.
Однако ученые говорят о том, что подобная технология не является предельной. Высокий результат может быть значительно улучшен, если дополнительно использовать листовые и проволочные материалы, которые необходимо будет внедрить в специальную вакуумную камеру, где происходит отжиг с помощью ионного имплантера.
