Напечатанный сплав в 600 раз более устойчив к нагрузкам
|
Группа материаловедов из НАСА, работающая с коллегой из Университета штата Огайо и еще одним из HX5 LLC, разработала процесс 3D-печати, в результате которого получается сплав, гораздо более устойчивый к нагрузкам, чем другие, используемые сейчас. Об их исследовании сообщается в Nature. По мере того как ученые разрабатывают новые способы производства энергии и исследуют космос, возникла потребность в материалах, способных выжить в экстремальных условиях, — например, в тех, которые используются для изготовления сопел ракет. Чтобы удовлетворить эту потребность, ученые-материаловеды создают сплавы, которые еще более устойчивы к теплу и другим элементам, вызывающим стресс. В этой новой работе исследовательская группа сделала большой шаг вперед, разработав трехмерный процесс для создания сплава, который намного более устойчив, чем все, что было создано до сих пор. |
Предыдущие исследования показали, что добавление керамики к металлическим сплавам придает им большую устойчивость. К сожалению, добавление керамики оказалось проблематичным из-за различий в характеристиках металлов и керамики — более легкие керамические частицы имеют тенденцию всплывать на поверхность при добавлении в расплавленный металл. Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к 3D-печати. Они использовали «чернила», сделанные из смеси частиц кобальта, никеля и хрома, и запрограммировали принтер на добавление порошка оксида иттрия к каждому слою чернил. По мере выполнения печати на поверхность наносится слой металлического сплава, за которым следует тонкий слой частиц оксида иттрия, которые затем нагреваются лазером, в результате чего частицы вдавливаются в металлический сплав. |
В результате получается слой металлического сплава с крошечными кусочками керамического материала. По мере продолжения процесса создается объект, например, сопло. Исследователи называют новый сплав GRX-810. Команда протестировала свой новый материал, используя «испытание на ползучесть», при котором испытуемый материал подвергается воздействию высоких температур, а также несет большую нагрузку, чтобы создать напряжение. Чем дольше он прослужит, тем прочнее материал. Текущие верхние материалы обычно служат около 10 часов — GRX-810 прослужил 6500 часов. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|