שיטה חדשה לציפוי רכב חשמלי

בעידן שבו תעשיית הרכב מתקדמת לתחבורה חשמלית, צריך לפתח חומרים קלים, חזקים ועמידים יותר שיאפשרו לכלי הרכב להגדיל את טווח הנסיעה בלי להכביד על הסוללה. אחת הבחירות המובילות בתחום היא סגסוגות מגנזיום, שהן בעלות הצפיפות הנמוכה ביותר מבין כל המתכות המתועשות. אלא שלצד היתרון הרב בהפחתת משקל, סגסוגות אלו חשופות לנזק בתגובה עם מלחים ונוזלים קורוזיביים, במיוחד כלורידים - תופעה שפוגעת ביציבות המכנית שלהן לאורך זמן.

הציפויים המקובלים כיום מצריכים בדרך כלל תנאי ואקום, טמפרטורות גבוהות וחלקיקים קרמיים יקרים - תהליך יקר ומורכב כשמדובר במגנזיום הרגיש לחום. כאן נכנס לתמונה הפיתוח החדש של צוות חוקרים מאוניברסיטת מטרופולין טוקיו (Tokyo Metropolitan University), בהובלת ד"ר מסאטקה איג'ירי (Masatake Igiri). הצוות מציע שיטה חלופית המבוססת על עיבוד כימי נוזלי משולב ביצירת קוויטציה - תופעה שבה בועות מיקרוסקופיות שנוצרות במים מתפוצצות בקרבת פני השטח ויוצרות תגובה פיזיקלית וכימית ייחודית.

באמצעות שימוש בחומצה זרחתית ויצירת קוויטציה ממוקדת הצליח הצוות להפיק שכבת מגן עבה ואחידה של פוספט מגנזיום. שתי שיטות נבחנו: האחת התבססה על סילוני מים בלחץ גבוה והשנייה כללה גם גלים אולטרה־קוליים (Multifunction Cavitation). תוצאות הניסויים הדגימו שיפור חד בעמידות לקורוזיה לצד שיפור בתכונות המכניות של החומר.

השיטה פועלת בטמפרטורת החדר, אינה מצריכה ואקום ואינה צורכת ציוד מורכב - נתונים חשובים להנגשה תעשייתית של הטכנולוגיה.

יתרון מרכזי נוסף הוא שאפשר ליישם את הציפוי רק באזורים ספציפיים של הרכיב המתכתי, מה שמוזיל את העלות יחסית לייצור של חלקים שלמים מסגסוגות מרוכבות. כך אפשר לשלב את הפתרון החדשני בייצור המוני של רכיבים בתעשיית הרכב החשמלי, שבה כל גרם מיותר הוא משקל שמשפיע על טווח הנסיעה.

החוקרים סבורים כי הגישה שפיתחו עשויה לשרת בעתיד לא רק יצרני רכבים חשמליים אלא גם תחומים נוספים שעובדים עם מתכות קלות ועמידות בתנאי סביבה קשים כגון תעופה, רכבות מהירות וציוד צבאי מתקדם. כעת הם פועלים ליישום התעשייתי של הטכנולוגיה וממשיכים בפיתוחים נוספים לשיפור העמידות והשימושיות.

לפרטים נוספים