علماء روس يكتشفون طريقة للتحكم بخصائص السيراميك

اكتشف علماء جامعة تومسك للعلوم التكنولوجية، عاملا فيزيائيا غير معروف يساعد على زيادة إمكانية التحكم بخصائص السيراميك.

وتفيد مجلة Nuclear Instruments and Methods in Physics Research، بأن العلماء يعتقدون بإمكانية استخدام نتائج هذه الدراسة في إنتاج أنواع جديدة من السيراميك ذات خصائص محسنة.

ويقول البروفيسور سيرغي غينغازوف رئيس قسم التحكم والتشخيص في الجامعة، عند تعريض السيراميك لحزم أيونية مشحونة بطاقة عالية، اكتشفنا أن عملية تغير خواص السيراميك تجري أعمق من عمق توغل الأيونات. هذه الظاهرة كانت تلاحظ سابقا فقط عند تعريض المعادن لحزم الأيونات المشحونة، وقال “لقد اكتشفنا أن التغيرات الهيكلية – المرحلية في السيراميك تجري في أعماق أكبر بمئات المرات من عمق اختراق الأيونات. وحاليا لا يوجد أي تفسير واضح لهذا التأثير”.

ويشير الباحثون إلى أن المعالجة الأيونية تسمح بإجراء تغيرات جذرية في خصائص الطبقات العليا سمكها عشرات الميكرونات، والحصول على ما يسمى “السيراميك المتدرج). ووفقا لهم، هذه هي الطريقة الوحيدة الفعالة حاليا لتحسين خصائص السيراميك. وهذا يعني أن استخدام هذه الطريقة سيحسن مؤشرات استخدام السيراميك في مختلف المجالات، وفي مقدمتها الحفز الصناعي وفي تقنية إنشاء أجهزة حساسة للسطوح المجهرية المعقدة والغازات.

ويضيف الباحثون، تستخدم لتنشيط المواد غير المعدنية –المواد العازلة وأشباه الموصلات- حزم أيونية منخفضة الكثافة طاقتها 50-80 كيلو فولت، ما يتطلب فترة زمنية طويلة. أما في جامعة تومسك فيستخدمون حزم أيونات شحنتها 180 كيلو فولت ، ما يسمح بتقليص الفترة الزمنية إلى بضع ثوان فقط. وقد أصبح هذا ممكنا بفضل تطور تكنولوجيا المعجلات وخاصة في روسيا.

وتعتزم المجموعة البحثية في الخطوة التالية دراسة تأثير الأيونات الثقيلة في السيراميك، حيث باعتقادهم سيسمح هذا منح السيراميك خصائص موصلة ثابتة لاستخدامها بمثابة مادة عازلة في معجلات الجهد العالي.