Kraftverk skal forsterkes med trykt superlegering

Amerikanske ingeniører brukte en 3D-printer for å lage en metalllegering med høy ytelse

(superlegering) med en uvanlig sammensetning.Den er sterkere, lettere og tåler høyere temperaturer enn moderne turbinmaterialer. Teknologien vil øke energiproduksjonen i fossilt brensel og atomkraftverk.

Forskere brukte en 3D-printer for rasktsmelt pulveriserte metaller og skriv deretter ut en prøve av blandingen. Den ferdige legeringen inneholder 42 % aluminium, 25 % titan, 13 % niob, 8 % zirkonium, 8 % molybden og 4 % tantal. Studien viste at ved 800°C er sammensetningen sterkere enn mange andre høyytelseslegeringer.

Produksjonsskjema (til venstre) og sammenligning av egenskapene til den nye legeringen med moderne analoger. Bilde: Andrew B. Kustas et al., Applied Materials Today

Ingeniører sier at nytt materiale er uvanligdet faktum at ingen av metallene utgjør mer enn halvparten av det ferdige materialet og samtidig inkluderer et stort antall forskjellige metaller. For å lage en legering brukes en spesiell modell, basert på kjente data fra metallurgi, som lar deg beregne og forutsi egenskapene til det ferdige materialet.

Dette er ekstremt komplekse blandinger.Alle disse metallene samhandler på et mikroskopisk – til og med atomært – nivå, og det er disse interaksjonene som virkelig bestemmer hvor sterkt et metall er, hvor duktilt det er, hva dets smeltepunkt vil være, og så videre.

Michael Chandross, studiemedforfatter ved Sandia National Laboratories

De fleste moderne kraftverk - og desom går på fossilt brensel, og atomkraftverk som bruker varme til å snu turbiner som genererer elektrisitet. Effektiviteten til kraftverket begrenses av hvor høy temperatur på metalldelene i turbinen tåler. Jo høyere den er, jo mer energi kan omdannes til elektrisitet og samtidig redusere mengden spillvarme som slippes ut til miljøet.

Forskerne vil fortsette å forske på den nye legeringen for å utforske skalerbarheten til produksjonsteknologien og ytelsen til legeringen under virkelige forhold.

Les mer:

En planet på størrelse med jorden er funnet ikke langt fra oss. Kanskje det er en atmosfære

Se på de gylne "bøylene" fra 1600-tallet: de ble installert av en sosialist

Kåret til den virkelige årsaken til forsvinningen av hettittiske imperiet