Firma Sandia, przy współpracy z Ames National Laboratory i Uniwersytetem Iowa, stworzyła nową metodę drukowania wytrzymałego super stopu. Lżejszy i odporny na wysokie temperatury, idealnie nadaje się do produkcji wydajnych turbin elektrowni.
Supermateriały kluczem do lepszej przyszłości
Wszystkie produkty, cała produkcja, technologia wymaga surowców do tworzenia przedmiotów i maszyn pchających nasze gospodarki do przodu. Dlatego naukowcy i inżynierowie świętują, gdy udaje się stworzyć nowe, wydajniejsze rodzaje materiałów – czy to na podstawie naturalnie występujących surowców, łączonych w zupełnie nowe konfiguracje, czy może odkrywanych w źródłach pochodzenia kosmicznego.
Tym razem to amerykańskim naukowcom udało się stworzyć nowy rodzaj materiału. Drużyna, złożona z przedstawicieli Sandia Labs, Ames National Laboratory i Iowa State University, wydrukowała mocniejszy i lżejszy wysokotemperaturowy stop idealny do zastosowań energetycznych.
Nowy materiał jest przykładem nadstopu wielopierwiastkowego (MPES). Zawiera 42 procent aluminium, 25 procent tytanu, 13 procent niobu, 8 procent cyrkonu, 8 procent molibdenu i 4 procent tantalu. Stopy wielopierwiastkowe mają wyższe stężenie trzech lub więcej pierwiastków niż większość stopów, w większości wykonane z jednego głównego pierwiastka i niewielkich ilości innych pierwiastków w celu poprawy pewnych właściwości.
Superturbiny na wyciągnięcie ręki
Zespół badawczy uważa, że stopy te wykazują doskonały potencjał w takich parametrach, jak stosunek wytrzymałości do masy, odporność na pękanie, odporność na korozję i promieniowanie, odporność na zużycie itp. Przede wszystkim jednak materiał błyszczy na polu wytrzymałości na wysokie temperatury.
Odkrycie to wskazuje na istnienie bardziej wytrzymałej klasy materiałów MPES, które czekają na zbadanie i mają multum zastosowań w energetyce i przemyśle lotniczym. Naukowcy ostrzegają, że potrzebne są dalsze ulepszenia technologii druku 3D, zanim będą mogli niezawodnie wytwarzać duże części z tego materiału bez mikroskopijnych pęknięć, oraz że surowiec zawiera pewne drogie metale, które utrudnią skalowanie tego konkretnego MPES do zastosowań, w których koszt jest najwyższym priorytetem.
Z tymi wszystkimi zastrzeżeniami, jeśli jest to skalowalne i możemy zrobić z tego dużą część, to zmienia zasady gry. Pokazujemy, że ten materiał może dać dostęp do wcześniej nieosiągalnych kombinacji wysokiej wytrzymałości, niskiej wagi i odporności na wysokie temperatury.
Andrew Kustas, naukowiec Sandia Laboratories
Więcej o super stopie można dowiedzieć się z oficjalnej publikacji naukowej.
