Masačusetso technologijos instituto inžinierių komanda praneša apie paprastą ir nebrangų būdą, kaip paruošti keramikos nanopluoštu sustiprintą Inconel 718 medžiagą, skirtą naudoti metalo PBF priedų gamybos procesuose. Tyrėjų komanda mano, kad jų metodas 3D spausdintų metalo miltelių sutvirtinimui keraminėmis nanolaidelėmis taip pat galėtų būti naudojamas daugelio kitų medžiagų tobulinimui. Pagrindinės medžiagos, skirtos daugeliui svarbių aviacijos ir energijos gamybos programų, turi be gedimų atlaikyti ekstremalias sąlygas, tokias kaip aukšta temperatūra ir tempiamasis įtempis. Todėl šis naujas sustiprintas superlydinys, sukurtas MIT, turi platų pritaikymo spektrą reikalaujančiose srityse, tokiose kaip aviacijos ir kosmoso perspektyvos.
„Mums visada skubiai reikia kurti medžiagas, kurios labiau tinka ekstremalioms aplinkoms, ir manome, kad šis metodas turės įtakos kitoms medžiagoms ateityje“, - sakė Ju Li, Battelle Energy Alliance branduolinės inžinerijos profesorius ir MIT katedros profesorius. Medžiagų mokslas ir inžinerija (DMSE). didžiulis potencialas“.
Tyrimas buvo paskelbtas balandžio 5 d. priedų gamybos numeryje, pavadintame „Su priedų gaminamo Inconel 718 stiprinimas in situ formuojant nanokarbidus ir silicidus“, kurį pateikė Li iš Medžiagų tyrimų laboratorijos (MRL). Jis yra vienas iš trijų atitinkamų šio straipsnio autorių. Kiti du atitinkami autoriai yra profesorius Chen Wen iš Masačusetso universiteto Amherst ir profesorius A. Johnas Hartas iš Masačusetso technologijos instituto Mechanikos inžinerijos katedros.
paveikslėlį
Nuorodos į susijusius dokumentus:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221486042300091X?per procent 3Dihub=
paveikslėlį
△ Popierinių paveikslėlių santrauka
Pirmieji šio straipsnio autoriai yra MIT Branduolinio mokslo ir inžinerijos katedros (NSE) postdocs Emre Tekoğlu ir Alexander O'Brien; Alexanderis D. O'Brienas, NSE absolventas; ir Liu iš UMass Amherst. sveikas. Kiti autoriai yra Baomingas Wangas, MIT DMSE postdoc; Sina Kavak iš Stambulo technikos universiteto; DLK tyrėjas Yong Zhang; DMSE absolventas So Yeon Kim; NSE absolventas Wang Shitong; ir Duygu Agaogullari iš Stambulo technikos universiteto. Šį tyrimą palaikė Eni SpA per MIT Energy Initiative, Nacionalinį mokslo fondą ir ARPA-E.
paveikslėlį
△ Pirmieji tyrimo straipsnio autoriai yra (iš kairės į dešinę): Jian Liu iš Masačusetso universiteto Amherst ir Emre Tekoğlu bei Alexanderis O'Brienas iš Masačusetso technologijos instituto.
geresnis našumas
Tyrėjų grupės metodas pagrįstas Inconel 718 medžiaga – populiariu „superlydiniu“, naudojamu priedų gamyboje, kuri turi atlaikyti ekstremalias sąlygas, tokias kaip 700 laipsnių Celsijaus (apie 1300 laipsnių pagal Farenheitą). Grupė rašo, kad komercinius Inconel 718 miltelius jie sumalė su nedideliu kiekiu keraminių nanopluoštų, todėl Inconel dalelių paviršiuje susidaro vienoda nanokeramikos danga.
Iš gautų miltelių vėliau gaminamos detalės suliejant lazeriu miltelių sluoksnį. Tyrėjai išsiaiškino, kad dalys, pagamintos naudojant naujus miltelius, turėjo žymiai mažiau poringumo ir įtrūkimų nei dalys, pagamintos tik naudojant Inconel718. O tai savo ruožtu labai padidina dalių tvirtumą, o tai suteikia ir daug kitų privalumų. Pavyzdžiui, jie yra lankstesni arba tampresni, geriau atsparūs radiacijai ir aukštos temperatūros apkrovoms.
"Be to, pats stiprinimo procesas yra nebrangus ir veikia su esamais 3D spausdintuvais. Tiesiog naudokite mūsų miltelius ir gausite geresnį našumą", - sakė Li.
Xu Song, Kinijos Honkongo universiteto docentas, kuris nedalyvavo šiame darbe, komentavo: „Šiame darbe autoriai siūlo naują nikelio lydinio 718 metalo matricos kompozitų, sustiprintų keraminiais nanopluoštais, spausdinimo metodą. lydymosi lazeriu procesas sukelia Keramikos tirpimas in situ padidina Inconel718 atsparumą karščiui ir stiprumą. Be to, in situ stiprinimas sumažina grūdelių dydį ir pašalina defektus. Būsimų metalų lydinių 3D spausdinimas, įskaitant aukšto lygio modifikavimą - Atspindinčiojo vario ir superlydinio lūžių slopinimas, visiems gali būti naudinga ši technologija.
paveikslėlį
△ Masačusetso technologijos instituto tyrimų grupė praneša apie paprastą ir nebrangų metodą, kaip paruošti pagrindines armavimo medžiagas, skirtas aviacijos ir branduolinės energijos gamybos reikmėms. Šioje nuotraukoje esantis „bebras“ ir kitos formos ant spausdinto pagrindo buvo sukurtos naudojant naują technologiją. Nuotraukų kreditas: Alexander O'Brien
didžiulė nauja erdvė
Prof. Li sakė: "Šis darbas gali atverti didžiulę naują erdvę lydinių dizainui, nes itin ploni 3D spausdinti metalo lydinių sluoksniai gali būti atvėsinami daug greičiau nei birūs komponentai, pagaminti naudojant įprastus lydalo kietėjimo procesus. Todėl daugelis cheminės sudėties taisyklių, kurios Taikyti liejimui, atrodo, netinka tokio tipo 3D spausdinimui. Taigi turime daug didesnę kompozicinę erdvę, kad galėtume ištirti, kaip į keramiką įtraukti netauriųjų metalų.
Emre Tekoğlu, vienas iš pagrindinių šio tyrimo autorių, pridūrė: "Ši kompozicija yra viena iš pirmųjų, kurią sukūrėme, todėl labai įdomu pasiekti šiuos rezultatus realiame gyvenime. Dar yra daug erdvės tyrinėti . Mes ir toliau tyrinėsime Naujoji Inconel kompozicinė formulė pagaliau paskatino sukurti medžiagas, kurios gali atlaikyti ekstremalesnę aplinką.
Kitas pagrindinis autorius, Alexanderis O'Brienas, daro išvadą: "3D spausdinimo įgalintas tikslumas ir mastelio keitimas atveria naujus medžiagų dizaino galimybių pasaulius. Mūsų rezultatai yra jaudinantis ankstyvas proceso žingsnis, kuris tikrai turės didelę įtaką ateities branduolinės, aviacijos ir visos energijos gamybos projektavimas.
