Massachusetts Institute of Technology'den bir mühendis ekibi, metal PBF katkılı üretim süreçlerinde kullanılmak üzere seramik nanofiberle güçlendirilmiş Inconel 718 malzemesini hazırlamak için basit ve ucuz bir yöntem bildiriyor. Araştırma ekibi, 3D baskılı metal tozlarını seramik nanotellerle güçlendirme yöntemlerinin diğer birçok malzemeyi iyileştirmek için de kullanılabileceğine inanıyor. Havacılık ve uzay ve enerji üretimindeki birçok önemli uygulama için temel malzemeler, yüksek sıcaklık ve çekme gerilimi gibi aşırı koşullara hatasız bir şekilde dayanabilmelidir. Bu nedenle, MIT tarafından geliştirilen bu yeni güçlendirilmiş süper alaşım, havacılık ve uzay araştırmaları gibi zorlu alanlarda geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.
Battelle Energy Alliance Nükleer Mühendisliği Profesörü ve MIT Departmanında profesör Ju Li, "Aşırı ortamlar için daha uygun malzemeler geliştirmek bizim için her zaman acil bir ihtiyaçtır ve bu yaklaşımın gelecekte diğer malzemeler için etkileri olduğuna inanıyoruz" dedi. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği (DMSE). büyük potansiyel."
Araştırma, Malzeme Araştırma Laboratuvarı'ndan (MRL) Li tarafından "Nanokarbürlerin ve silislerin yerinde oluşumu yoluyla katkı maddesiyle üretilen Inconel 718'in güçlendirilmesi" başlıklı bir makalede Katmanlı İmalat'ın 5 Nisan sayısında yayınlandı. Makalenin ilgili üç yazarından biridir. Diğer iki ilgili yazar, Massachusetts Amherst Üniversitesi'nden Profesör Chen Wen ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Makine Mühendisliği Bölümü'nden Profesör A. John Hart'tır.
resim
İlgili makalelere bağlantılar:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221486042300091X?via yüzde 3Dihub=
resim
△Kağıt resimlerin özeti
Makalenin ortak ilk yazarları, MIT'nin Nükleer Bilim ve Mühendislik Bölümü'nden (NSE) doktora sonrası Emre Tekoğlu ve Alexander O'Brien; NSE yüksek lisans öğrencisi Alexander D. O'Brien; ve UMass Amherst'ten Liu. sağlıklı. Diğer yazarlar, MIT'de bir DMSE postdoc olan Baoming Wang; İstanbul Teknik Üniversitesi'nden Sina Kavak; MRL araştırmacısı Yong Zhang; DMSE yüksek lisans öğrencisi So Yeon Kim; NSE yüksek lisans öğrencisi Wang Shitong; ve İstanbul Teknik Üniversitesi'nden Duygu Ağaoğulları. Bu araştırma, Eni SpA tarafından MIT Energy Initiative, National Science Foundation ve ARPA-E aracılığıyla desteklenmiştir.
resim
△Araştırma makalesinin ortak yazarları (soldan sağa): Massachusetts Amherst Üniversitesi'nden Jian Liu ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden Emre Tekoğlu ve Alexander O'Brien.
daha iyi performans
Araştırma ekibinin yöntemi, 700 santigrat derece (yaklaşık 1.300 Fahrenheit derece) gibi aşırı koşullara dayanması gereken eklemeli imalat uygulamalarında kullanılan popüler bir "süper alaşım" olan Inconel 718 malzemesine dayanıyor. Ekip, ticari Inconel 718 tozunu az miktarda seramik nanoliflerle öğüttüklerini ve bunun sonucunda Inconel parçacıklarının yüzeyinde nanoseramiklerin düzgün bir şekilde kaplandığını yazıyor.
Ortaya çıkan toz daha sonra lazer toz yatağı füzyonu ile parça yapmak için kullanılır. Araştırmacılar, yeni tozla yapılan parçaların tek başına Inconel718 ile yapılan parçalara göre önemli ölçüde daha az gözenekliliğe ve çatlaklara sahip olduğunu buldular. Ve bu da, diğer birçok avantajı da sunan parçaların mukavemetinin büyük ölçüde artmasına yol açar. Örneğin, daha sünek veya gerilebilirler ve radyasyona ve yüksek sıcaklık yüklerine karşı daha iyi dirence sahiptirler.
Li, "Ayrıca, güçlendirme işleminin kendisi ucuzdur ve mevcut 3D yazıcılarla çalışır. Sadece tozumuzu kullanın ve daha iyi performans elde edin," dedi.
Bu çalışmada yer almayan Hong Kong Çin Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Xu Song şu yorumu yaptı: "Bu yazıda, yazarlar seramik nano elyaflarla güçlendirilmiş nikel bazlı alaşım 718 metal matris kompozitlerini basmak için yeni bir yöntem öneriyorlar. Lazerle eritme işlemi, seramiğin yerinde çözünmesi, Inconel718'in ısı direncini ve gücünü artırır. Ek olarak, yerinde güçlendirme, tane boyutunu azaltır ve kusurları ortadan kaldırır. Yüksek modifikasyon dahil, geleceğin metal alaşımlarının 3D baskısı -yansıtıcı bakır ve süper alaşım Kırılma önleme, hepsi bu teknolojiden açıkça yararlanabilir."
resim
△Massachusetts Teknoloji Enstitüsündeki bir araştırma ekibi, havacılık ve uzay ve nükleer enerji üretimi uygulamaları için temel takviye malzemeleri hazırlamak için basit ve ucuz bir yöntem bildirdi. Bu fotoğraftaki basılı alt tabaka üzerindeki "kunduz" ve diğer şekiller, yeni teknoloji kullanılarak oluşturuldu. Fotoğraf kredisi: Alexander O'Brien
devasa yeni alan
Prof. Li şunları söyledi: "Bu çalışma, alaşım tasarımı için çok büyük bir yeni alan açabilir, çünkü ultra ince 3D baskılı metal alaşım katmanları, geleneksel eriyik katılaştırma işlemleri kullanılarak yapılan dökme bileşenlerden çok daha hızlı soğutulabilir. Bu nedenle, kimyasal bileşim kurallarının çoğu, döküm için geçerli, bu tür 3B baskı için geçerli görünmüyor. Dolayısıyla, seramiklere baz metaller eklemeyi keşfetmek için çok daha geniş bir kompozisyon alanımız var."
Araştırma makalesinin baş yazarlarından Emre Tekoğlu, "Bu kompozisyon tasarladığımız ilk kompozisyonlardan biri, bu yüzden gerçek hayatta bu sonuçlara ulaşmak çok heyecan verici. Hala keşfedilecek çok yer var. • Keşfetmeye devam edeceğiz Yeni Inconel kompozit formülasyonu, sonunda daha zorlu ortamlara dayanabilecek malzemelerin geliştirilmesine yol açtı."
Başka bir baş yazar olan Alexander O'Brien şu sonuca varıyor: "3D baskının sağladığı hassasiyet ve ölçeklenebilirlik, malzeme tasarımı için yeni olasılık dünyalarının kapılarını açıyor. Buradaki sonuçlarımız, üzerinde büyük bir etkiye sahip olacağı kesin olan bir süreçte heyecan verici bir erken adım. geleceğin nükleer, havacılık ve tüm enerji üretiminin tasarımı.
