فرآیند نیمه‌جامد آلیاژها

فرآيند نيمه‌جامد با تحقيق در MIT روي رفتار ويسكوزيته­ی آلياژهای قلع- سرب در حین انجماد آغاز شد كه توسط اسپنسر، محرابيان و فلمينگ در سال 1972 منتشر شد. هدف اصلي، آزمايش تنش برشي ساختارهای نيمه جامد با مشاهده­ای بر جنبه­ی مكانيزم‌­های پارگي داغ در آلياژهای انجمادي بود، ولي يافت شد كه فرآیند برش به طور مشخص ريز ساختار را تغيير مي‌­دهد که تغيير مورفولوژي دندريتي جامد به حالت كروي­تر، تقریبا افت زیادی در تنش برشي و ويسكوزيته را سبب مي‌­شود. اين پديده مشابه تيگزوتروپي است که در علوم سراميك و پليمر به خوبی شناخته شده است، ولي تاکنون در سيستم های فلزی مشاهده نشده است. اين كشف در MIT مطالعه­ ی عميق تيگزوتروپي در آلياژها را آغاز كرد و فهم اين كه آلياژهای نيمه جامد هم­زده شده مثلا می‌تواند در ریخته گری تحت فشار به قالب­‌هایی با مزاياي ویژه تزریق گردد: كنترل بیشتر جريان ويسكوزيته به این معنی که هوای كمتری در ريخته­گري محبوس شود و نیز دانه ­های هم محور ريزتر تشکیل شده در انجماد، هردو به خواص مكانيكي بهتر منتج می‌­شود. كارهاي انجام شده در 40 سال اخير در صنعت و آزمايشگاه­هاي سراسر جهان و منتشر شده در كنفرانس بين‌المللي دوسالانه در خصوص فرآيند نيمه جامد آلياژ و كامپوزيت‌ها، همچنین در مجلات دانشگاهي، این انتظارات را دارا می باشد: یک صنعت رونق یافته در توليد اجزای تیگزوفرم شده در آلیاژهای آلومينيم و منگنز برای اجزای خودرو و همچنين در الكترونيك و صنعت و صنایع ارتباطات، وجود دارد. اگرچه، هنوز هم تناسب كمی در تمام توليدات ريختگي با بیشتر فرآيندهاي متداول وجود دارد و این محدوديت اساسا ناشی از قيمت شمشال تیگزوفرم شده و عدم توان بازيافت قراضه در كارگاه است. هردوی این مشكل مي­تواند با پيشرفت­ اخير تكنولوژی‌های جديد تولید دوغاب، رئوکستينگ (که تشکیل و تزریق دوغاب به قالب را یک­جا می­سازد، قسمت 10 را مشاهده کنید) رفع گردد که نیاز جزئی به ذوب مجدد فلز خام از پیش شکل داده شده و تامین صرفه­ی تولید را به دنبال داشته است؛ بنابراين رقابت مستقيم با ريخته­گري متداول تحت فشار بالا را امکان‌پذیر می‌سازد.