Hópur verkfræðinga frá Massachusetts Institute of Technology greinir frá einfaldri og ódýrri aðferð til að útbúa keramik nanófrefjastyrkt Inconel 718 efni til notkunar í PBF-aukefnaframleiðslu úr málmi. Rannsóknarteymið telur að aðferð þeirra til að styrkja þrívíddarprentuð málmduft með keramik nanóvírum gæti einnig verið notuð til að bæta mörg önnur efni. Lykilefni til margra mikilvægra nota í geim- og orkuframleiðslu verða að geta staðist erfiðar aðstæður eins og háan hita og togálag án bilunar. Þess vegna hefur þessi nýja styrkta ofurblendi sem þróuð er af MIT margs konar notkunarmöguleika á krefjandi sviðum eins og loftrýmishugmyndum.
„Það er alltaf brýn þörf fyrir okkur að þróa efni sem henta betur fyrir erfiðar aðstæður og við teljum að þessi nálgun hafi áhrif á önnur efni í framtíðinni,“ sagði Ju Li, Battelle Energy Alliance prófessor í kjarnorkuverkfræði og prófessor við MIT Efnisvísindi og verkfræði (DMSE). miklir möguleikar."
Rannsóknin var birt í 5. apríl hefti Additive Manufacturing í grein sem heitir "Strengthening additively made Inconel 718 through in-situ formation of nanocarbides and silicides," eftir Li frá Materials Research Laboratory (MRL). Hann er einn af þremur samsvarandi höfundum blaðsins. Hinir tveir samsvarandi höfundar eru prófessor Chen Wen frá háskólanum í Massachusetts Amherst og prófessor A. John Hart frá vélaverkfræðideild Massachusetts Institute of Technology.
mynd
Tenglar á tengd blöð:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221486042300091X?via percent 3Dihub=
mynd
△Yfirlit yfir pappírsmyndir
Með-fyrstu höfundar blaðsins eru postdocs Emre Tekoğlu og Alexander O'Brien frá MIT Department of Nuclear Science and Engineering (NSE); Alexander D. O'Brien, NSE framhaldsnemi; og Liu frá UMass Amherst. heilbrigt. Hinir höfundar eru Baoming Wang, DMSE postdoc við MIT; Sina Kavak frá Tækniháskólanum í Istanbúl; MRL rannsakandi Yong Zhang; DMSE framhaldsnemi So Yeon Kim; NSE framhaldsnemi Wang Shitong; og Duygu Agaogullari frá Tækniháskólanum í Istanbúl. Þessi rannsókn var studd af Eni SpA í gegnum MIT Energy Initiative, National Science Foundation og ARPA-E.
mynd
△Meðfyrstu höfundar rannsóknarritsins eru (frá vinstri til hægri): Jian Liu frá háskólanum í Massachusetts Amherst og Emre Tekoğlu og Alexander O'Brien frá Massachusetts Institute of Technology.
betri frammistöðu
Aðferð rannsóknarteymis byggir á Inconel 718 efni, vinsælu „ofurblendi“ sem notað er í aukefnaframleiðslu sem þarf að standast erfiðar aðstæður eins og 700 gráður á Celsíus (um 1.300 gráður á Fahrenheit). Teymið skrifar að þeir hafi malað auglýsing Inconel 718 duft með litlu magni af keramik nanófrefjum, sem leiðir til einsleitrar húðunar á nanókeramikinu á yfirborði Inconel agnanna.
Duftið sem myndast er síðan notað til að búa til hluta með leysirduftsbræðslu. Rannsakendur komust að því að hlutar sem gerðir voru með nýja duftinu voru með marktækt minni porosity og sprungur en hlutar sem gerðir voru með Inconel718 einum. Og þetta leiðir aftur til stóraukna styrkleika hlutanna, sem bjóða upp á marga aðra kosti líka. Til dæmis eru þau sveigjanlegri eða teygjanlegri og hafa betri viðnám gegn geislun og háhitaálagi.
"Einnig er styrkingarferlið sjálft ódýrt og virkar með núverandi þrívíddarprenturum. Notaðu bara púðrið okkar og þú munt fá betri frammistöðu," sagði Li.
Xu Song, lektor við kínverska háskólann í Hong Kong, sem tók ekki þátt í þessari vinnu, sagði: "Í þessari grein leggja höfundarnir til nýja aðferð til að prenta nikkel-undirstaða álfelgur 718 málmfylkissamsett efni styrkt með keramik nanófrefjum. leysirbræðsluferli veldur Upplausn keramiksins á staðnum eykur hitaþol og styrk Inconel718. Auk þess dregur styrkingin á staðnum úr kornastærð og útilokar galla. Þrívíddarprentun framtíðar málmblöndur, þar á meðal breyting á háum -endurkastandi kopar og ofurblendibrotshömlun, allir gætu greinilega notið góðs af þessari tækni."
mynd
△ Rannsóknarteymi við Massachusetts Institute of Technology greinir frá einföldum og ódýrum aðferðum til að útbúa lykilstyrkingarefni fyrir flug- og kjarnorkuframleiðslu. „Beaver“ og önnur form á prentuðu undirlaginu á þessari mynd voru búnar til með nýrri tækni. Ljósmynd: Alexander O'Brien
risastórt nýtt rými
Prófessor Li sagði: "Þessi vinna gæti opnað risastórt nýtt rými fyrir málmblöndur, vegna þess að hægt er að kæla ofurþunn þrívíddarprentuð málmblendilög mun hraðar en magníhlutir sem eru gerðir með hefðbundnum bráðnstorknunarferlum. Þess vegna eru margar efnasamsetningarreglur sem eiga við um steypu virðist ekki eiga við um þessa tegund af þrívíddarprentun. Þannig að við höfum miklu stærra samsetningarrými til að kanna að bæta grunnmálmum í keramik."
Emre Tekoğlu, einn af aðalhöfundum rannsóknarritgerðarinnar, bætti við: "Þessi samsetning er ein af þeim fyrstu sem við höfum hannað, svo það er mjög spennandi að ná þessum árangri í raunveruleikanum. Það er enn mikið pláss fyrir könnun .Við munum halda áfram að kanna Nýja Inconel samsetta samsetninguna hefur loksins leitt til þróunar á efnum sem þola erfiðara umhverfi."
Annar aðalhöfundur, Alexander O'Brien, segir að lokum: "Nákvæmni og sveigjanleiki sem þrívíddarprentun gerir kleift opnar nýja möguleika fyrir efnishönnun. Niðurstöður okkar hér eru spennandi snemma skref í ferli sem mun örugglega hafa mikil áhrif á hönnun framtíðar kjarnorku, geimferða og allrar orkuframleiðslu.
