Υλικά Υψηλής Τεχνολογίας
«Το μέλλον και το παρόν μια ανταγωνιστικής παγκόσμιας Αγοράς».
Τα άμορφα και νάνοδομημένα κράματα είναι νέα σημαντικά υλικά που με τις ιδιότητες τους δημιουργούν ένα ευρύ φάσμα σημαντικών εφαρμογών.
Περιλαμβάνουν υλικά με αποκλειστικά καλές στατικές μηχανικές συμπεριφορές, άριστες μαγνητικές ιδιότητες, καλή αντοχή σε διάβρωση και άριστη, μέγιστη αντοχή θραύσεως. Αρκετά από αυτά παρουσιάζουν υπερπλαστικότητα που δίνει την δυνατότητα για βιομηχανική παρασκευή μεγάλων αριθμών τεμαχίων για μίκρο- και νάνο- κατασκευές μελλοντικών εξελίξεων. Πρόσφατα, έχει γίνει προφανές ότι άμορφα μεταλλικά κράματα πολλών συστατικών μεταλλικά έχουν μια ευρεία υπερψυκτική υγρή περιοχή, μεταξύ της θερμοκρασίας κρυσταλλώσεως και της θερμοκρασίας μετάβασης στην υαλώδη κατάσταση και ότι τέτοια μεταλλικά γυαλιά μπορεί να παραχθούν με τις συμβατικές μεθόδους απόσβεσης. Συνεπώς, μπορούν να κατασκευαστούν με ακρίβεια σε κάθε μορφή. Επιπλέον, η ελέγξιμη εισαγωγή νανοδομών στην υγρή κατάσταση των διαμορφωτών γυαλιού οδηγεί σε υλικά με άριστες μηχανικές ιδιότητες. Παραδοσιακά η πολύ λεπτή μικροδομή είναι ένα εργαλείο για να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες και την σκληρότητα, οποιουδήποτε υλικού. Επιπλέον, από επιστημονική άποψη, σήμερα, τα θεμελιώδη προβλήματα όπως η μετάβαση στην υαλώδη κατάσταση, ο ρόλος της ηλεκτρονικής δομής ή του μεγέθους των διάφορων ατόμων στην προτιμητέα φύση του θέματος, οι μηχανισμοί που οδηγούν στο σχηματισμό νανοδομής και στις διάφορες σταθερές φάσεις μεταξύ πολλών υποψηφίων κραμάτων είναι ακόμα ανοικτά και χρειάζονται μια έντονη ερευνητική προσπάθεια για να λυθούν Μόνο εάν τέτοια προβλήματα αντιμετωπίζονται κατάλληλα, αναμένεται μια πρόοδο στην τεχνολογία και την επεξεργασία των προηγμένων εξοπλισμών.
Tα άμορφα κράματα μπορούν να παραχθούν από τις τεχνικές στερεοποίησης που έχουν τη μέγιστη δυνατότητα να διαμορφώνουν μεταλλικά γυαλιά σε όρια παραγωγής και επιθυμητών διαστάσεων. Δείγματα από άμορφα κράματα του Ti, Zr-, και του Pd- θα κατασκευαστούν με τις συμπληρωματικές μεθόδους. Η κύρια μέθοδος είναι τήξη στο βολταϊκό τόξο που μπορεί να παραγάγει μεταλλικά γυαλιά, καθώς επίσης και τα μεταλλικά νανοδομιμένα κράματα στις επιθυμητές μορφές. Η ταχεία ψύξη λειωμένων μετάλλων με τα υψηλά ποσοστά απόσβεσης (της τάξεως ενός εκατομηρίου βαθμών ανά δευτερόλεπτο ) και η μηχανική ανάμιξη θα χρησιμοποιηθούν για να παραγάγουν άμορφα μεταλλικά δείγματα (όπως και κονιορτοποιήση κορδέλες πολλών μέτρων(2 ως 20 χιλ. πλάτος και
περίπου 10 έως 20 μm πάχος) ή σε μορφή σκονών. Η δομή των δειγμάτων θα καθοριστεί μέσω διάθλασης των ακτινών X και υψηλής ευκρίνειας τεχνικών μικροσκόπησης ηλεκτρονίων μετάδοσης. Οι θερμικές ιδιότητες θα εξεταστούν με τη διαφορική θερμική ανάλυση. Οι μηχανικές ιδιότητες των κραμάτων θα εξεταστούν μέσω των υπερηχητικών κυμάτων . Τελικά αυτό το πρόγραμμα στοχεύει στη διάδοση της τεχνολογικής εκμετάλλευσης αυτών των νέων υλικών από την άποψη της κατασκευής νέων εργαλείων και συστατικών με τις ανώτερες μηχανικές ιδιότητες και την επιθυμητή μορφή για ένα ευρύ φάσμα της αφθονίας των εφαρμογών.
Η άμεση τεχνολογική ανάπτυξη είναι προβλεπόμενη. Ο τεχνολογικός τελευταίος στόχος του προγράμματος είναι να αναπτυχθούν μαζικά άμορφα κράματα μέσω των ειδικών τεχνικών στερεοποίησης, οι οποίες θα είναι η βάση για την εύκολη επεξεργασία εργαλείων και τεμαχίων για την καθημερινή χρήση.
Για την προετοιμασία πολλών σημαντικών κραμάτων, ενώσεις καθώς επίσης μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία (δηλ. Fe, Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Zr, Al, Β, Si, Ο, P, C, και S θα αναμιχθούν σε κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Πολύ πρόσφατα είμαστε επιτυχείς με την παραγωγή μαζικών άμορφων και νανοδομημένων μεταλλικών άμορφων κραμάτων με απόσβεση με την ψύξη από 0.1 έως και ακόμα 1 εκατομήριο βαθμούς το δευτερόλεπτο για τα υπερθερμασμένα υγρά λειωμένα κράματα.. Τέτοια υπέρψυκτα υγρά μέταλλα έχουν τις εξαιρετικές ιδιότητες που αναφέρονται στην αρχή. Μέσα σε αυτή την διαφορά θερμοκρασίας τα υλικά είναι υπερπλαστικά. Κατά συνέπεια, μπορούν να διαμορφωθούν εύκολα βιομηχανικά ενδιαφέροντα τεμάχια όπως εργαλεία, άξονες, γρανάζια δίσκοι κ.λπ. οπού για την τελική μορφή τους δεν χρειάζονται πλέον περαιτέρω επεξεργασία με εργαλεία και εργαλειομηχανές. Αυτός ο στόχος είναι προκλητικός, ανθρώπινος και φιλικός προς το περιβάλλον και αναμένεται για να δεσμεύσει την τεχνολογική ανάπτυξη και τις καθημερινές ανάγκες των λαών με έναν βιώσιμο τρόπο. Ουσιαστικά στο μέλλον η εδώ βιομηχανία πρόκειται να συντηρήσει την ανταγωνιστικότητα της ειδικά με την ασιατική περιοχή και να καθιερώσει τις μεθόδους, διαδικασίες, τεχνολογίες και υλικά που επιτρέπουν τη βιώσιμη ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών.
Επομένως, αυτή η πρόταση στρέφει τις ερευνητικές δραστηριότητές της σε διάφορα θέματα που είναι μακροπρόθεσμα στρατηγικά στο χαρακτήρα και που εξετάζουν την παραγωγή άμορφων και νανοδομημένων κραμάτων των οποίων η μικροσκοπική δομή προσφέρει εξαιρετικές ιδιότητες αρκετά πέρα από τα σημερινά υψηλων προδιαγραφωνων υλικα!
Αυτή η πρόταση είναι σε άμεση σχέση με τις εφαρμογές της αγοράς. Αναμένεται ότι η χρήση των υλικών που παρουσιάζουν μια τέτοια ενισχυμένη μηχανική αντοχή και ταυτόχρονα μια γιγαντιαία υπερπλαστικότητα θα ανοίξει την πόρτα για νανοτεχνολογία μεγάλης κλίμακας, εύκολη επεξεργασία εργαλείων στο μικρόμετρο ή και υπομικρόμετρ με πολλές εφαρμογές στη βιομηχανία της μεταλλουργίας και της νανοτεχνολογίας. Μέσα σε αυτό το πρόγραμμα, θα επιτευχθεί κατασκευή των εξοπλισμών και των εγκαταστάσεων για την παραγωγή άμορφων και μεταλλικών νανοδομημένων κραμάτων μεγάλης κλίμακας των υλικών. Τέτοια συστατικά αναμένονται να δημιουργήσουν μια πραγματική αναγέννηση στις σχετικές αγορές του κόσμου. Για τις κατάλληλες εφαρμογές και την εκμετάλλευση της αγοράς, διάφοροι βιομηχανικοί συνεργάτες πρέπει να συμμετέχουν. Αυτοί είναι μεταλλουργικές βιομηχανίες παραγωγής κυρίως χάλυβα καθώς επίσης και μη-
χάλυβα, εργοστάσια που εξετάζουν τη θερμική επεξεργασία των μεταλλικών κραμάτων και της συστατικής επεξεργασίας μέσω της στερεοποίησης. Η συνεργασία με πανεπιστήμια, εργαστήρια δίνει την δυνατότητα στην βιομηχανία να αναπτύξει τα εργαστήριά της και να προωθηθούν πανεπιστημιακές συσκευές για τη μαζική προετοιμασία μεταλλικών γυαλιών , όπως το βολταϊκό τόξο. Αντιθέτως, οι επιχειρήσεις θα λάβουν την state –of- art επιστημονική γνώση και τεχνολογία από το Πανεπιστήμιο προκειμένου να βελτιωθούν οι μεθοδολογίες τους. Οι συμμετέχουσες επιχειρήσεις θα εκμεταλλευτούν τα προϊόντα αυτού του προγράμματος και θα ωφεληθούν από τη συμμετοχή της στο πρόγραμμα σύμφωνα με τα ακόλουθα σχέδια:
(α) Υιοθέτηση νέων τεχνολογιών για νέα λειτουργικά προηγμένα μεταλλικά κράματα. Με στόχο να είναι εύκολα να παρασκευασθούν σε οποιαδήποτε επιθυμητή μορφή.
(β) Κατασκευή των νέων συστατικών από υψηλής αντοχής μεταλλικά κράματα με ελεγχόμενες νανοδομές.
Δηλαδή η παραγωγή υψηλής απόδοσης μεταλλικών γυαλιών ως υλικά που αποτελούνται από νανοκρύσταλλα που ενσωματώθηκαν σε άμορφη μήτρα μεταλλικών κραμάτων και αποτελούν έτσι νανοδομημένα υλικά.
Το σχέδιο με στόχο την κατασκευή των νέων εξοπλισμών για την παραγωγή υλικών στα πλαίσια των εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.
Άνοιγμα στα πανεπιστήμια και καρποφόρος σύνδεση στη βασική έρευνα. Αυτή η ζωντανή συνεργασία είναι περιστασιακή στις βιομηχανικές χώρες υψηλής τεχνολογίας όπως τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία, και τη βόρεια Ευρώπη, εντούτοις λείπει ουσιαστικά ακόμα στην Ελλάδα. Συμπερασματικά, αυτό το πρόγραμμα στοχεύει στη διάδοση της τεχνολογικής εκμετάλλευσης νέων υλικών μέσω της συμμετοχής των βιομηχανικών επιχειρήσεων. Από αυτή την άποψη, νέα υλικά με ανώτερες μηχανικές ιδιότητες και επιθυμητή μορφή θα κατασκευαστούν από τις επιχειρήσεις και θα διατεθούν στην αγορά.
Κατόπιν των ανωτέρω ερωτάτε ο κύριος περιφερειάρχης :
Σε ποιές συγκεκριμένες ενέργειες πρόκειται να προβείτε ώστε να προχωρήσει η δημιουργία του Μεσογειακού Ινστιτούτου Έρευνας και Τεχνολογίας Περιφέρειας Δυτικής Ελλάδος.
Ο ερωτών Περιφερειακός Σύμβουλος
Πάνος Σακελλαρόπουλος
