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    3D打印和熱力學建模幫助NASA開發高溫合金

    來源:榮格     發布時間:2022-05-07
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    此前美國航空航天局(NASA)發布了一份報告稱,該局的科學家們使用3D打印工藝開發了一種新的金屬合金,該合金可顯著提高航空航天部件的強度和耐用性。

    NASA將這種氧化物彌散強化合金稱為“GRX-810”,并聲稱該材料可以承受超過2000華氏度(≈1093.33攝氏度)的高溫,并且比現有的最先進合金的使用壽命長1000倍以上。


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    新開發的GRX-810合金將用于高溫應用的航空部件,如飛機和火箭發動機


    但是,NASA并沒有提供更多有關GRX-810的詳細信息。這種新合金適用于高溫應用的航空航天部件,例如飛機和火箭發動機內部。為了開發這種合金,研究人員依靠計算機建模來確定其成分。然后,該團隊利用3D打印將納米級氧化物均勻地分散在整個合金中,從而提高材料的耐高溫性能和耐用性。

    NASA稱,這種制造過程比傳統制造方法更高效、更具成本效益且更清潔。該合金對可持續飛行的未來具有重大意義。例如當新材料用于噴氣發動機時,合金的更高溫度和更高的耐用性轉化為減少燃料燃燒和降低運營和維護成本。而且在2000華氏度時,GRX-810的柔韌性是其他先進合金的3.5倍。

    “用于高溫應用的增材制造合金”網絡研討會

    “以前,拉伸強度的提高通常會降低材料在斷裂前的拉伸和彎曲能力。然而,新材料并不會這樣,這就是新合金的卓越之處?!盢ASA轉型工具和技術項目副項目經理Dale Hopkins說。

    此外,研究團隊還應用熱力學建模并利用3D打印來開發新的高溫合金。位于克利夫蘭的NASA格倫研究中心的材料研究科學家、新合金的發明者之一Tim Smith說:“應用這兩種工藝大大加快了材料的開發速度?,F在,我們可以比以前更快地生產出性能更好的新材料?!?/p>


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    這種渦輪發動機燃燒器(燃料-空氣混合器)是在NASA格倫研究中心通過3D打印成型,采用GRX-810合金將克服高溫挑戰


    他補充說:“過去需要數年的反復試驗過程,現在只需要數周或數月就能完成?!笔褂脽崃W建模,這是NASA“2040年視覺研究”中討論的眾多計算工具之一,該團隊僅在30次模擬后就發現了最佳合金成分。

    該工具還通過向研究人員展示要加入的金屬類型,以及每種元素注入組合物中的量?!斑@種合金的性能清楚地表明了建模工具的成熟度和產生顯著結果的能力?!盢ASA格倫研究中心材料和結構技術學科負責人Steve Arnold說。

    編輯丨Ringier

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