3D nyomtatással készült szuperötvözet növeli a turbinák hatékonyságát

3D nyomtatással készült szuperötvözet növeli a turbinák hatékonyságát
2023. 02. 21., 10:13

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

  • 42 százaléka alumínium,
  • 25 százaléka titán,
  • 13 százaléka nióbium,
  • 8 százaléka cirkónium,
  • 8 százaléka molibdén
  • és 4 százaléka tantál.

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

Ha tetszett a cikk, kövesse az ÜZLETEMET
a Facebookon!

Még több friss hír

2024. 04. 22., 15:10
A Radioaktív Hulladékokat Kezelő Kft. egyik kiemelt projektje az ún. nagyon kis aktivitású radioaktív hulladékok végső elhelyezésére alkalmas, felszíni tároló létesítése a közeljövőben. Ezek a hulladékok ugyan rövid ideig sugároznak, megfelelő elhelyezésük mégis nagy körültekintést igényel.

  BIZNISZPLUSZ PODCAST

Újabb különleges hazai vállalkozás, az Ország Söre szavazást alapító Beerselection mutatkozik be a csatornán. A budapesti sörszaküzletbe hetente több tucatnyi újdonság érkezik, köztük akár olyan különlegességekkel, amelyekből egyszerre csak pár darab érhető el az egész országban. A sörkultúra hazai terjesztése fontos küldetés a tulajdonosoknak, hiszen akár 800-féle sörstílus létezik, miközben a legtöbb ember egyedül a lágert ismeri fel. A magyar sörrajongók által idén összeállított recept sorsáról, a kissé elhasznált „kézműves” kifejezés mögötti igazságról, illetve arról, hogy miért érdemes szaküzletben venni a sört a nagy áruházak helyett, Bárkai Péter mesél a BeerSelectiontől. Az ügyvezető persze igazságot tesz az örök, csapolt, palackozott, vagy dobozos kérdésben is...
Az egészségpénztári befizetések ugyan nem a legelsők a fontossági sorrendben, amire félre akarunk tenni, de előkelő helyre kúsztak fel az utóbbi években Magyarországon. Annak ellenére, hogy milyen kedvező – és a közhiedelemmel ellentétben elérhető – megoldásokat nyújtanak a magáncélú megtakarítások, a magyar társadalom iszonyatos összeget fizet ki zsebből a magánegészségügyben. Dr. Kravalik Gábor, az Önkéntes Pénztárak Országos Szövetségének elnöke az ÖPOSZ legutóbbi közvélemény-kutatási eredményei nyomán vázolja honfitársaink hozzáállását a kérdéshez és egyértelmű választ ad rá, hogy hogyan járhatnánk jobban, ha tudatosabban tennénk félre. Fontos: akár havi párezer forintnak is van értelme, sőt!
A digitális technológiák kapcsán jelenleg két uniós rendelet is fontos: az egyik a digitális szolgáltatásokról, a másik a mesterséges intelligencia felhasználásának korlátozásáról szól. Sokáig azt hittük, az óriási tech vállalatok túl nagyra nőttek ahhoz, hogy meg lehessen regulázni a működésüket, Európában azonban – úgy tűnik – mégis sikerül rendeleti keretek közé szorítani, hogy mit tehet vagy épp' nem tehet meg a Facebook, a Snapchat, a TikTok és például a Google kereső. Dr. Baracsi Katalin internetjogász ebben az epizódban átfogó képed ad mind a digitális piacokat, mind pedig a mesterséges intelligencia felhasználását szabályozó uniós rendeletről.

  NÉPSZERŰ HÍREK

  Rovathírek: GUSTO

  Rovathírek: ATOMBUSINESS

A Radioaktív Hulladékokat Kezelő Kft. egyik kiemelt projektje az ún. nagyon kis aktivitású radioaktív hulladékok végső elhelyezésére alkalmas, felszíni tároló létesítése a közeljövőben. Ezek a hulladékok ugyan rövid ideig sugároznak, megfelelő elhelyezésük mégis nagy körültekintést igényel.