Платим блогерам
Блоги
amv212
Исследователи из Университета Массачусетса в Амхерсте и Технологического института Джорджии напечатали на 3D принтере двухфазный наноструктурированный высокоэнтропийный сплав, который превосходит по прочности и пластичности другие современные материалы, изготовленные методом аддитивного производства.

реклама

С появлением новых технологий производства открываются новые возможности для создания совершенно уникальных металлических сплавов с огромным диапазоном полезных характеристик. Недавно группа исследователей разработала новый сплав для 3D-печати с особой наноструктурой, которая делает его сверхпрочным и эластичным.

Художественная иллюстрация многообразия наноструктур нового высокоэнтропийного сплава. Thomas Voisin

реклама

Большинство распространенных сплавов, таких как нержавеющая сталь или бронза, изготавливаются из одного основного металла, смешанного с небольшим количеством других элементов. Однако новый класс материалов, известный как высокоэнтропийные сплавы (ВЭС), подразумевает наличие не менее пяти различных элементов, смешанных в примерно равных пропорциях. Полученные в результате сплавы обладают весьма любопытными и полезными свойствами, такими как высокое соотношение прочности и веса или жесткость, которая увеличивается с ростом температуры.

В центре внимания нового проекта находится сплав HEA, содержащий в равных пропорциях алюминий, кобальт, хром, железо и никель. Эксперименты с таким составом проводятся уже довольно давно, однако в данном случае команда создала его с помощью технологии, которая прежде не применялась  - лазерного порошкового наплавления. Суть его заключается в следующем: порошкообразные формы исходных металлов выкладывали на поверхности, а затем подвергали воздействию мощного лазера, в результате чего они мгновенно расплавлялись и тут же затвердевали.

Благодаря этой технике, представляющей собой разновидность 3D-печати, конечный сплав приобретает совершенно иную микроструктуру, чем при других методах производства. Эксперты утверждают, что она похожа на сеть с чередующимися слоями различных кубических ноноструктур. Благодаря этому предел текучести HEA составляет около 1,3 гигапаскаля, что почти в три раза выше, чем при изготовлении обычным методом литья. В то же время полученный материал отличался повышенной вязкостью и эластичностью.

"Перестройка кристаллических решеток в этой необычной микроструктуре приводит к сверхвысокой прочности и повышенной пластичности, что является редкостью, поскольку в большинстве случаев прочные материалы отличаются повышенной хрупкостью", - рассказывает Вэнь Чен, руководитель проекта. "Для решения многих задач сочетание прочности и пластичности является особенно важным. Полученные нами результаты являются уникальными и интересными как для материаловедения, так и для инженерии в целом".

Подобное сочетание прочности и пластичности может сделать этот сплав востребованным для компонентов аэрокосмической, энергетической, и транспортной промышленности

Результаты данного проекта были представлены в научном издании Nature.

Источники: Georgia Tech,  journal Nature.
1. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Высокоэнтропийные_сплавы)
2. (https://www.nature.com/articles/s41586-022-04914-8) 3. (https://news.gatech.edu/news/2022/08/03/researchers-3d-print-first-high-performance-nanostructured-alloy-thats-both) 

4
Показать комментарии (4)

Популярные новости

Сейчас обсуждают