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Aug 22, 2023

3D

この合金は、航空宇宙産業や自動車産業だけでなく、エネルギー分野全体に広範な影響を与える可能性がある。 研究者チームは、3Dプリントされた新しい超合金が発電所に役立つ可能性があることを示した

この合金は、航空宇宙産業や自動車産業だけでなく、エネルギー分野全体に広範な影響を与える可能性がある。

研究者チームは、3D プリントされた新しい超合金が、発電所での炭素生成量を減らしながらより多くの電力を生成するのに役立つ可能性があることを示しました。

サンディア国立研究所、エイムズ国立研究所、アイオワ州立大学、ブルカー社の研究者は、3D プリンターを使用して、現在ガス タービンで使用されている材料よりも強く軽量になる珍しい組成を持つ高性能金属合金、つまり超合金を作成しました。機械。

彼らは、彼らの調査結果は、航空宇宙産業や自動車産業だけでなく、エネルギー分野全体に広範な影響を与える可能性があると述べた。

サンディアの科学者アンドリュー・クスタス氏は、この材料はこれまでは得られなかった高強度、軽量、高温弾性の組み合わせを実現できると述べた。 同氏は、この成果の一部はチームが採用した積層造形アプローチによるものだと述べた。

発電所の効率は通常、タービン部品がどのように高温になるかによって制限されます。 タービンがより高い温度で動作できれば、環境に放出される廃熱の量を削減しながら、より多くのエネルギーを電気に変換できます。

実験の結果、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% からなる新しい超合金は、他の多くの高性能合金よりも摂氏 800 度 (華氏 1,472 度) で強いことが示されました。現在タービン部品に使用されているものも含め、室温まで冷却するとさらに強力になります。

研究者らによると、今回の研究結果から恩恵を受ける可能性がある業界はエネルギーだけではないという。 たとえば、航空宇宙研究者は、高温でも丈夫な軽量素材を探しています。 また、同様の合金を自動車産業でどのように使用できるかを調査する研究も進行中です。

エネルギー省とサンディアの研究所主導型研究開発プログラムが研究に資金を提供した。

サンディアのチームメンバーも 3D プリンターを使用して粉末金属を溶かし、すぐにそのサンプルを印刷しました。 彼らの研究は、単一金属が材料の半分以上を構成しないため、合金開発の変化を表していました。 比較すると、鋼は約 98% の鉄と炭素などの元素が結合したものです。

3D プリンティング技術を使用すると、複数の要素を組み合わせて、有用な可能性のあるエンジニアリング合金を作成できます。

しかし、課題はまだ残っています。 1 つは、微細な亀裂を生じさせずに新しい超合金を大量に製造することが難しい可能性があり、これは積層造形における一般的な課題です。 合金に使用される材料も高価であるため、商業的に実行不可能になる可能性があります。