印刷された超合金で発電所を強化

アメリカの技術者が3Dプリンターを使用して高性能金属合金を作成

珍しい組成の(超合金)。最新のタービン材料よりも強く、軽く、高温にも耐えることができます。この技術により、化石燃料や原子力発電所でのエネルギー生産が増加します。

科学者たちは 3D プリンターを使用して、粉末金属を溶かし、混合物のサンプルを印刷します。完成した合金には、アルミニウム 42%、チタン 25%、ニオブ 13%、ジルコニウム 8%、モリブデン 8%、タンタル 4% が含まれています。この研究では、800°C では、この組成が他の多くの高性能合金よりも強いことが示されました。

製造スキーム(左)と新しい合金と現代の類似体との特性の比較。画像: Andrew B. Kustas 他、アプライド マテリアルズ トゥデイ

エンジニアは新素材は珍しいと言う完成した材料の半分以上を構成する金属はなく、同時に多数の異なる金属が含まれているという事実。合金を作成するには、冶金学の既知のデータに基づいて特別なモデルを使用します。これにより、完成した材料の特性を計算および予測できます。

これらは非常に複雑な混合物です。これらの金属はすべて顕微鏡レベル、さらには原子レベルで相互作用し、金属の強度、延性、融点などを実際に決定するのはこれらの相互作用です。

マイケル・チャンドロス、研究共著者、サンディア国立研究所

ほとんどの近代的な発電所 - そしてそれら化石燃料で動く原子力発電所や、熱を利用してタービンを回して発電する原子力発電所などです。発電所の効率は、タービンの金属部品がどれだけ高い温度に耐えられるかによって制限されます。それが高いほど、環境に放出される廃熱の量を減らしながら、より多くのエネルギーを電気に変換できます。

研究者は、製造技術のスケーラビリティと現実世界の条件での合金の性能を調査するために、新しい合金の研究を続けます。

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