محققان قطب علمی فناوری آلیاژهای با استحکام بالا در دانشگاه علم و صنعت ایران موفق شدند در ۲ طرح تحقیقاتی فوق پیشرفته، ضمن دستیابی به دانش فنی طراحی سلکتور رشد تک کریستال که در انحصار چند کشور محدود بود، پانل‎های فومی آلومینیومی فوق سبک تولید کنند. این طرح‎های تحقیقاتی که به همت پژوهشگران قطب علمی فناوری آلیاژهای با استحکام بالا دانشگاه علم و صنعت ایران محقق و به تولید فناوری منجر شده است، گام مهمی در راستای پیشرفت جمهوری اسلامی ایران در صنایع مختلف به ویژه هوافضا به شمار می‎آید. فعالیت‎های تحقیقاتی اعضای این قطب علمی به سال ۱۳۷۹ بر می‎گردد که در آن زمان، تحت عنوان قطب علمی مواد پیشرفته سرامیکی و فلزی آغاز شد و این قطب علمی طی ۱۰ سال گذشته موفق به انجام پروژه‎­های تحقیقاتی متعددی شدند. با توجه به اهمیت و ضرورت تحقیقات و استفاده از فناوری‎های نوین در ابداع و توسعه آلیاژهای فلزی با استحکام بالا و همچنین تجربیات و ظرفیت‎های علمی – پژوهشی موجود در دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، قطب علمی فناوری آلیاژهای با استحکام بالا تاسیس شد و قطب علمی مواد پیشرفته سرامیکی نیز به فعالیت خود ادامه داد.

مدیر قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا به وجود ۳۱ دانشکده مهندسی مواد و پنج قطب علمی تخصصی این حوزه در کشور اشاره کرد و گفت: ظرفیت‎های بالا در حوزه مهندسی مواد دانشگاه علم و صنعت ایران موجب شده که ۲ قطب از مجموع پنج قطب علمی تخصصی مهندسی مواد کشور در این دانشگاه ایجاد شود. دکتر سعید شبستری افزود: قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا در سال‎های اخیر، ساختاری مناسبی برای توسعه و تقویت فعالیت‎های تحقیقاتی بنیادی و کاربردی در حوزه‎­های مرتبط با هوافضا، انرژی، نفت و حمل و نقل را فراهم کرده است و فعالیت‎های آن بر انجام پژوهش‎های کاربردی به منظور رفع مشکلات علمی و تکنولوژیکی موجود در کشور و حضور موثر در عرصه­‎های بین المللی متمرکز است. به گفته وی، استادان عضو قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا در زمینه‎های مختلفی همچون نانو مواد، آلیاژهای آلومینیومی، شبیه سازی‎های فرآیندهای تولید، کامپوزیت‎های زمینه فلزی، سوپر آلیاژها و آلیاژهای فوق سبک، مبحث خوردگی داغ و تمام آلیاژهای فلزی با استحکام بالا مانند تیتانیوم، منیزیم و آلومینیوم که کاربردهای گسترده ای در صنایع پیشرفته (High Tech) دارند، تحقیق می‎کنند.

شبستری، گسترش مرزهای دانش را یکی از ماموریت‎های قطب علمی آلیاژهای فلزی برشمرد و گفت: همه ساله بین ۳۵ تا ۴۰ مقاله ISI را اعضای هیات علمی این قطب تولید و منتشر می‎کنند و یک کتاب تالیفی را که در آن به آخرین دستاوردهای علمی پژوهشی این حوزه پرداخته شده است، در مرحله چاپ داریم؛ در تمام این فعالیت‎ها علاوه بر تولید علم، سعی کردیم موضوع تحقیقات در راستای حل مشکلات کشور باشد. وی پنج ثبت اختراع، اتمام ۱۰ پایان نامه دکتری و ۶۰ پایان نامه کارشناسی ارشد، ۱۰ سخنرانی علمی در کنفرانس‎های معتبر خارج کشور، اعزام پنج دانشجو به ماموریت‎های خارجی در راستای اهداف و برنامه‎های قطب، شش مورد همکاری پژوهشی با مراکز تحقیقاتی خارج کشور و انتشار حدود ۶۰ مقاله ISI را به عنوان برخی دستاوردهای قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا طی ۲ سال اخیر معرفی کرد. استاد دانشگاه علم و صنعت همچنین از اجرای چهار طرح کاربردی و چهار فناوری جدید در راستای حل مشکلات کشور به همت اعضای قطب علمی آلیاژهای فلزی طی ۲ سال گذشته خبر داد. وی به اجرای پروژه‎های متعددی در زمینه صنایع دفاعی، هوافضا، نیرو، نفت و حمل و نقل از طرف اعضای قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا اشاره کرد و گفت: این پروژه‎ها در سه محور اصلی فرآیندهای تولید و فرآوری مواد فلزی با استحکام بالا، تولید آلیاژهای سبک با استحکام بالا و آلیاژهای نانو ساختار و آمورف با استحکام بالا در حال انجام است.

مدیر قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا در تشریح اهداف راهبردی این مرکز علمی گفت: ما اهداف کلیدی همچون توسعه کمی و کیفی آموزش در زمینه طراحی و فرآیندهای مواد فلزی با استحکام بالا، تعریف و اجرای پروژه‎های تحصیلات تکمیلی در زمینه طراحی و فراوری مواد فلزی با استحکام بالا، تقویت ارتباط علمی و پژوهشی با مراکز علمی و صنعتی داخل کشور از طریق تعریف پروژه‎های مشترک و تقویت ارتباط علمی با مراکز علمی و تحقیقاتی از طریق تبادل پژوهشگر و اعزام دانشجویان تحصیلات تکمیلی در ارتباط با موضوعات مشترک تحقیقاتی مورد علاقه طرفین را دنبال می‎کنیم. وی حضور مؤثر در صحنه‎های علمی بین المللی از طریق حضور در کنفرانس‎ها و نمایشگاه‎های مربوطه، تلاش در راستای تجاری سازی محصولات پژوهشی در زمینه مواد و ترکیبات فلزی ویژه و بومی سازی فرآیندهای تولید مواد فلزی با استحکام بالا را از دیگر اهداف راهبردی قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا برشمرد.

مهم‎ترین فعالیت‎های انجام شده در قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا

شبستری در معرفی مهم‎ترین اقدامات انجام گرفته در قطب علمی آلیاژهای فلزی گفت: یکی از پروژه‎های ما تعیین الزامات و طراحی قالب ریخته گری تبرید مستقیم برای تولید بیلت‎های با قطر بالا از آلیاژهای آلومینیوم مستحکم است. وی خاطرنشان کرد: یکی از مشکلات تکنولوژیک در عرصه‎های صنعتی، تولید بیلت‎های آلومینیومی (شمش آلومینیومی ریخته گری مداوم) با قطر بالاست که در این طرح سعی کردیم در راستای رفع عیوبی که ممکن است در هنگام ریخته گری و انجماد چنین بیلت‎هایی به وجود آید، برای تولید آن در داخل کشور و ایجاد دانش فنی مربوطه اقدام کنیم. شبستری ادامه داد: یکی دیگر از پروژه‎های خود را به سفارش وزارت صنایع و معادن در زمینه طراحی و ساخت کوره‎های حرارت دهی سریع با استفاده از اشعه مادون قرمز در مقیاس نیمه صنعتی اجرا کردیم. وی طرح تشکیل ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک ورق‎های چند لایه تیتانیوم – آلومینیوم در صنایع جوشکاری انفجاری و پروژه شبیه سازی جریان مذاب و انجماد در فرآیند ریخته گری کت باری شمش فولاد کم آلیاژی با همکاری شرکت فولاد آلیاژی اصفهان را از دیگر اقدامات صورت گرفته در قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا عنوان کرد.

مدیر قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا با بیان این که ۲ طرح بزرگ در این قطب به ایجاد فناوری منجر شده است، گفت: یکی از این پروژه‎ها مربوط به طراحی سلکتور و تولید تک کریستال سوپر آلیاژ پایه نیکل است. وی در رابطه با جزییات این طرح توضیح داد: در این پروژه با استفاده از شبیه سازی انتقال حرارت، انجماد و توسعه ریزساختار، پارامترهای فرآیندی رشد از قبیل هندسه سلکتور، گرادیان دمایی و سرعت حرکت جبهه انجماد، فرآیند تولید تک کریستال سوپر آلیاژ پایه نیکل بهینه سازی شد که تولید آن با استفاده از کوره بریج من، صورت گرفت. شبستری تصریح کرد: این طرح برای اولین بار در ایران به اجرا درآمده و در نتیجه آن به دانش فنی طراحی سکلتور رشد تک کریستال در کشور دست یافته ایم. به گفته وی، دانش فنی طراحی سکلتور رشد تک کریستال تاکنون در انحصار چند شرکت محدود خارجی بوده است و اصلی ترین کاربرد این مواد در ساخت توربین‎های گازی و موتورهای هواپیماست که رسیدن به این دانش، توفیق بزرگی برای مراکز علمی و صنعتی کشور به شمار می‎آید.

شبستری در معرفی دیگر پروژه موفق قطب علمی آلیاژهای فلزی که به ایجاد فناوری منجر شده است، اظهار کرد: این طرح شامل تحقیق و ایجاد دانش فنی تولید پانل‎های فومی آلومینیومی فوق سبک است که برای اولین بار در کشور تولید شده است. وی در مورد ویژگی‎های این ماده فلزی گفت: پانل‎های فومی آلومینیومی فوق سبک، یک کامپوزیت سه لایه است که خواص منحصر به فردی همچون استحکام فشاری بالا دارد و وزن مخصوص آن آنقدر نا چیز است که بر روی آب قرار می‎گیرد. شبستری ادامه داد: افزون بر این، پانل‎های فومی آلومینیومی فوق سبک، غیر قابل اشتعال هستند که می‎توان از آنها به عنوان جاذب صوتی استفاده کرد و قابلیت جوشکاری دارند به طوری که می‎توان سازه‎های بسیار بزرگی با آنها ساخت.

استاد دانشگاه علم و صنعت به کاربردهای این ماده فلزی فوق سبک در صنایع هوافضا، هواپیماسازی و استفاده به عنوان محافظ‎های الکترومغناطیس اشاره کرد و گفت: ویژگی‎های منحصر به فرد این ماده فلزی به گونه ای است که می‎توان از آن در ساخت بدنه هواپیما، سفینه‎ها و شاتل‎های فضایی، سازه‎های تضعیف امواج رادار، پدافند غیر عامل و ساخت خودرو در جاهایی که کاهش مصرف سوخت و کاهش وزن مدنظر است، استفاده کرد. مدیر قطب علمی آلیاژهای با استحکام بالا، تمرکز بر روی تحقیقات و فعالیت‎های مرتبط با ایجاد مواد پیشرفته با کاربردهای صنعتی را که قابلیت تبدیل به محصول داشته باشند، مهم‎ترین رویکرد و جزو برنامه‎های آتی این مجموعه علمی عنوان کرد.