تقنية الصب الدقيق باستخدام السبائك الفائقة تتجاوز حواجز درجات الحرارة العالية

بلغت تقنية الصب الدقيق للسبائك الفائقة مستويات جديدة في عام 2025، بفضل ابتكارات مكّنت المكونات من تحمّل درجات حرارة تتجاوز 1200 درجة مئوية، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات الفضاء والطاقة. وتُنتج تقنية التصلب الاتجاهي، التي طورتها شركة GE Additive، شفرات توربينية من السبائك الفائقة ذات بنية حبيبية عمودية تقاوم تشوه الزحف، مما يُطيل عمر المكونات بنسبة 50% في محركات الطائرات النفاثة. وقد اعتمدت شركات تصنيع الطائرات الصينية هذه التقنية حاليًا في برنامج الطائرة النفاثة الكبيرة C919، مما يقلل الاعتماد على المكونات المستوردة.

تُساهم تركيبات السبائك الجديدة في توسيع آفاق الأداء. فسبائك الألومنيوم-السيليكون-السيريوم-المغنيسيوم، التي طوّرها باحثون في جامعة شنغهاي جياو تونغ، تُوفر قوةً أعلى بنسبة 20% عند درجات الحرارة المرتفعة مقارنةً بسبائك الألومنيوم التقليدية، مما يجعلها مثالية لأنظمة عادم السيارات وقنوات التهوية في صناعة الطيران. كما تتميز النوى الخزفية النانوية، المستخدمة في صب شفرات التوربينات، بثبات حراري مُحسّن، مما يسمح بتصميم قنوات تبريد أكثر دقة، وبالتالي رفع كفاءة المحرك بنسبة 15%.

يستفيد قطاع الطاقة أيضاً من تقنية الصب الدقيق باستخدام السبائك الفائقة. فمكونات توربينات الغاز المستخدمة في توليد الطاقة، والمصنوعة من سبائك فائقة أساسها النيكل، قادرة على العمل في درجات حرارة أعلى، مما يزيد من إنتاج الطاقة بنسبة 8% مع تقليل استهلاك الوقود. وقد استخدمت شركة سيمنز للطاقة هذه المكونات في أحدث توربينات الغاز من الفئة H، حيث تتطلب كل وحدة أكثر من 200 قطعة مصبوبة بدقة من السبائك الفائقة. وعلى الرغم من التكلفة العالية - إذ قد تكون تكلفة مصبوبات السبائك الفائقة أعلى من تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ بمقدار 3 إلى 5 أضعاف - إلا أن مزايا الأداء تجعلها مجدية اقتصادياً للتطبيقات عالية القيمة. ومع تزايد دمج الطاقة المتجددة، ستلعب تقنية الصب الدقيق باستخدام السبائك الفائقة دوراً محورياً في تحسين كفاءة أنظمة توليد الطاقة الاحتياطية.