A megoldás nem csak egy új ötvözet kidolgozását eredményezheti, hiszen készült hozzá egy modell, amivel még az előtt kiderülnek az ötvözetek legfontosabb jellemzői, hogy elkészítenék őket.
Amerikai kutatók fejlesztettek ki egy új, additív gyártással előállított, hat különböző fémből álló „szuperötvözetet”, amely javíthatja a szélerőművek vagy akár a sugárhajtású repülőgépek turbináinak hatékonyságát.
Az anyag a Sandia National Laboratories tudósainak munkáját dicséri, de a projekt mögött ott áll az Ames Nemzeti Laboratórium, az Iowa Állami Egyetem és a Bruker Corp. is. Az ötvözet
A több fő elemet tartalmazó ötvözetről (MPEA) megállapították, hogy 800°C-on erősebb, mint sok más nagy teljesítményű ötvözet, köztük olyanok, amelyeket ma turbinákban használnak. A tulajdonságai lehetővé tennék, hogy az energiatermelésben, illetve repülésben használt alkatrészek nagyobb hatásfokkal működjenek és kevesebb hulladékhőt adjanak le.
A kutatók termodinamikai magyarázatot adtak a megfigyeléseikről, amelyek világosan kimutatták az anyag hőmérséklet-független keménységét. Ebben a lézermérnöki additív gyártási folyamat is szerepet játszik – állítják az Applied Materials Today című szaklapban megjelent tanulmányban.
„Bebizonyítottuk, hogy ez az anyag a nagy szilárdság, az alacsony tömeg és a magas hőmérsékleten mutatott rugalmasság szempontjából korábban elérhetetlen kombinációkat is lehetővé tehet – mondta Andrew Kustas, a Sandia National Laboratories kutatója. – Úgy gondoljuk, hogy ezt részben az additív gyártási megközelítésnek köszönhetjük.”
Fotó: Craig Fritz, Sandia National Laboratories
Persze az ötvözetet nem csak az erőművi turbinák területén lehetne sikeresen alkalmazni. Nic Argibay, az Ames Lab kutatója szerint ipari szereplőkkel együttműködve érdemes lenne megvizsgálni, hogy az ilyen ötvözetek milyen módon hasznosíthatók az autó- és repülőgépiparban. Úgy véli, mind a kettő ágazatban érdemes lenne próbára tenni a meglepően erős, tartós, hatékonyságnövelő anyagot. „Az Ames Lab által levezetett elektronszerkezet-elmélettel megértettük a hasznos tulajdonságok atomi eredetét, és most azon vagyunk, hogy a gyártástechnológia kidolgozása, valamint a méretezhetőség megoldása érdekében optimalizáljuk az ötvözetek új osztályát.”
A csapat azt is szeretné megvizsgálni, hogy a fejlett számítógépes modellezési technikák segíthetnek-e a kutatóknak más, potenciálisan nagy teljesítményű, additív módon gyártott szuperötvözetek felfedezésében.
„Ezek rendkívül összetett keverékek – magyarázta Michael Chandross, a Sandia kutatója, aki az atomi szintű számítógépes modellezés szakértőjeként vett részt a tanulmány írásában. – Ezek a fémek mikroszkopikus – sőt, atomi – szinten lépnek kölcsönhatásba egymással, és ezek a kölcsönhatások határozzák meg, hogy egy fém mennyire erős, vagy képlékeny, milyen az olvadáspontja és így tovább. A modellünk a sok találgatás helyett úgy támogatja a kohászatot, hogy ki tudja számítani egy új anyag teljesítményét, még azt megelőzően, hogy elkészítenénk.”
Gábor János
A HIPA támogatásával megvalósuló 1,9 millió eurós beruházás révén az amerikai NI egyebek mellett új generációs tesztelési megoldásokat fejleszt.
Pályakezdők és évtizedes tapasztalattal rendelkezők is csatlakozhatnak a Paks II. szakembergárdájához. Az aktuális lehetőségeket a tavaszi állásbörzéken is meg lehet ismerni.