Dublin Trinity Kollecinin Mühəndislik Məktəbinin tədqiqatçıları mikroskopik hissəciklərin yüksək sürətlə səthə çırpıldığı zaman baş verənləri dəqiq izləməyə imkan verən güclü bir cihaz icad ediblər. Bu cihaz Avropada yeganədir və onun dizaynı və qurulması iki ildən çox vaxt alıb.

"Lazer Ablasiya Hissəcik Sürətləndirilməsi və Müşahidəsi" (LAPAO) adlı bu cihaz, Trinity-nin "Qabaqcıl İstehsalat Texnologiyası" (STAM) tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanıb. Cihaz lazer vasitəsilə 10–60 mikron ölçüsündə hissəcikləri saniyədə 1 kilometr sürətlə (bu, güllədən üç dəfə sürətlidir) səthə göndərir. Daha sonra saniyədə bir milyard şəkil çəkən xüsusi bir kamera, bu hissəciklərin səthə çırpıldığı zaman necə davrandığını izləyir: yapışır, sıçrayır yoxsa parçalanır?

Bu suallara cavab tapmaq mühəndislərə daha yaxşı materiallar və örtüklər hazırlamaqda kömək edəcək. Bu materiallar, məsələn, təyyarə hissələri, tibbi implantlar və ya maşınlar üçün qoruyucu örtüklər kimi istifadə olunur. Onların təkmilləşdirdiyi proses "Cold Spray" adlanır və metal hissələri əritmədən "çap etmək" və ya təmir etmək üsuludur.

İndiyə qədər mühəndislər bu proses barədə yalnız kompüter modelləri əsasında fikir yürüdə bilirdilər. Bu cihazla isə artıq real nəticələri görmək mümkün olacaq ki, bu da qabaqcıl materialların dizaynı və istehsalı sahəsində inqilabi dəyişikliklərə səbəb ola bilər.

Trinity Kollecinin Mühəndislik Məktəbinin doktorantı Leo Devlin deyib: "Bizim cihaz sayəsində ultra-yüksək deformasiya sürətinə məruz qalan mikroskopik hissəciklərin material parametrlərini əldə edə bilirik. Modelçilər uzun müddətdir bunu proqnozlaşdırmağa çalışırdılar, lakin proqram təminatı məhdudiyyətləri səbəbindən hissəciklərin davranışını kifayət qədər dəqiq proqnozlaşdıra bilmirdilər.

"Bu cihazla biz müxtəlif hissəcik və substrat materialları üçün real material qarşılıqlı təsirlərini bir neçə dəqiqə ərzində vizuallaşdıra bilərik. Bu, konkret materiallar üçün "Cold Spray" prosesini anlamaq və optimallaşdırmaqda bizə kömək edəcək. İndiyə qədər cihaz alüminium, Ti64 və yüksək entropiyalı ərintilər kimi materiallar üçün kritik sürəti müəyyən etmək üçün istifadə olunub. Bu materiallar elektrik və avtomobil sənayesində yüngül hissəciklər hazırlamaq üçün tətbiq olunur və yüksək aşınma və korroziya müqaviməti kimi daha əlverişli material xüsusiyyətləri təmin edir."

Son illərdə "Cold Spray" texnologiyası lazerlə və elektromaqnetizmlə dəstəklənən inkişaf etmiş variantlara çevrilmişdir. Bu texnologiya materialların əritmə temperaturuna çatmadan, substrat üzərində metal örtüklər yaratmağa imkan verir. Prosesin əsas elementi plastik deformasiya hesab olunur; hər bir kiçik hissəcik çırpılma zamanı deformasiya olunur və substrate yapışma ilə nəticələnən mürəkkəb bir bağlanma prosesini tetiklər.

Trinity-nin STAM komandasından Prof. Shuo Yin əlavə edib: "Bu gün "Cold Spray" texnologiyası yalnız aviasiya sənayesində deyil, həm də nüvə, avtomobil və geniş istehsalat sektorlarında tətbiq olunur."

"Bundan əlavə, bu yeni cihaz kosmosda süni peyklərə zibil parçalarının çırpılması kimi digər yüksək sürətli mikroskopik təsir hadisələrini simulyasiya etmək üçün də istifadə oluna bilər. Bu, Yer ətrafında artan zibil materialları ilə bahalı avadanlıqların qorunması problemini həll etməyə kömək edə bilər."

Prof. Rocco Lupoi, STAM komandasından başqa bir üzv, deyib: "İndi hər hansı bir hissəcik təsirini istənilən real forma ilə araşdırmaq mümkündür və biz artıq bu texnologiyanı "MadeCold" adlı bir layihədə istifadə edirik. Bu layihə, tək hissəciklərin elektrostatik sürətləndirilməsi əsasında yeni bir "Cold Spray" növü inkişaf etdirir. LAPAO artıq bağlanma üçün lazım olan dəqiq sürət barədə dəqiq göstərişlər verir və hissəcik materialı ilə morfologiya arasındakı əlaqə haqqında əsas məlumatları təqdim edir."

Bu cihazın tətbiq sahələri və potensial təsirləri çox genişdir. Bu texnologiya müxtəlif sahələrdə tədqiqatçılara hissəcik davranışları ilə bağlı daha çox məlumat əldə etməyə kömək edə bilər.