Потужність електростанцій підвищать за допомогою надрукованого суперсплаву

Американські інженери використовували 3D-принтер для створення високоефективного металевого сплаву

(Суперсплаву) з незвичайним складом.Він міцніший, легший і витримує більш високі температури, ніж сучасні матеріали, що використовуються для створення турбін. Технологія підвищить виробництво енергії на електростанціях, що працюють від викопного палива та АЕС.

Вчені використовували 3D-принтер, щоб швидкорозплавити порошкоподібні метали, а потім надрукувати зразок суміші. Готовий сплав включає 42% алюмінію, 25% титану, 13% ніобію, 8% цирконію, 8% молібдену та 4% танталу. Дослідження показало, що при температурі 800 °С склад міцніше, ніж багато інших високоефективних сплавів.

Схема виробництва (ліворуч) та порівняння характеристик нового сплаву із сучасними аналогами. Зображення: Andrew B. Kustas et al., Applied Materials Today

Інженери зазначають, що новий матеріал незвичайнийтим, що жоден із металів не становить більше половини готового матеріалу і при цьому включає велику кількість різних металів. Для створення сплаву використовується спеціальна модель, заснована на відомих даних із металургії, яка дозволяє розраховувати та передбачати властивості готового матеріалу.

Це надзвичайно складні суміші.Всі ці метали взаємодіють на мікроскопічному – навіть на атомному – рівні, і саме ці взаємодії дійсно визначають, наскільки міцний метал, наскільки він пластичний, якою буде його температура плавлення тощо.

Майкл Чандрос, співавтор дослідження з Національних лабораторій Сандія

Більшість сучасних електростанцій — і ті,що працюють від викопного палива, і атомні станції використовують тепло для обертання турбін, що виробляють електроенергію. Ефективність силової установки обмежена тим, як високу температуру витримують металеві деталі турбіни. Чим вона вище, тим більше енергії може бути перетворено на електрику при одночасному зниженні кількості відпрацьованого тепла, що виділяється в навколишнє середовище.

Дослідники продовжать роботу з дослідження нового сплаву, щоб вивчити можливості масштабування виробничої технології та роботу сплаву у реальних умовах.

Читати далі:

Планету розміром із Землю знайшли неподалік нас. Можливо, там є атмосфера

Подивіться на золоті «брекети» XVII століття: їх встановили світській левиці

Названо реальну причину зникнення імперії хетів