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Aug 22, 2023

3D

이 합금은 에너지 부문은 물론 항공우주 및 자동차 산업 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다. 한 연구팀이 새로운 3D 프린팅 초합금이 발전소에 도움이 될 수 있음을 보여주었습니다.

이 합금은 에너지 부문은 물론 항공우주 및 자동차 산업 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.

한 연구팀이 새로운 3D 프린팅 초합금이 발전소에서 더 적은 탄소를 생산하면서 더 많은 전력을 생산하는 데 도움이 될 수 있음을 보여주었습니다.

Sandia National Laboratories, Ames National Laboratory, Iowa State University 및 Bruker Corp.의 연구원들은 3D 프린터를 사용하여 현재 가스 터빈에 사용되는 재료보다 더 강하고 가볍게 만드는 특이한 구성을 갖춘 고성능 금속 합금 또는 초합금을 만들었습니다. 기계.

그들은 이번 연구 결과가 에너지 부문은 물론 항공우주 및 자동차 산업 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미칠 수 있다고 말했습니다.

Sandia의 과학자 Andrew Kustas는 이 소재가 이전에는 얻을 수 없었던 고강도, 저중량 및 고온 탄력성의 조합에 접근할 수 있다고 말했습니다. 그는 이번 성과가 부분적으로 팀이 취한 적층 제조 접근 방식 덕분이라고 말했습니다.

발전소 효율성은 일반적으로 뜨거운 금속 터빈 부품을 얻을 수 있는 방법에 따라 제한됩니다. 터빈이 더 높은 온도에서 작동할 수 있다면 환경으로 방출되는 폐열의 양을 줄이면서 더 많은 에너지를 전기로 변환할 수 있습니다.

실험에 따르면 새로운 초합금(알루미늄 42%, 티타늄 25%, 니오븀 13%, 지르코늄 8%, 몰리브덴 8%, 탄탈륨 4%)은 다른 많은 고성능 합금보다 섭씨 800도(화씨 1,472도)에서 더 강한 것으로 나타났습니다. 현재 터빈 부품에 사용되는 것을 포함하며 실온으로 냉각되면 더욱 강력해집니다.

연구진은 이번 연구 결과로 이익을 얻을 수 있는 산업은 에너지뿐만이 아니라고 말했다. 예를 들어, 항공우주 연구자들은 고열에도 강한 경량 소재를 찾고 있습니다. 그리고 자동차 산업에서 유사한 합금을 어떻게 사용할 수 있는지 탐구하는 작업도 진행 중입니다.

에너지부와 Sandia 연구소의 연구 개발 프로그램이 연구 자금을 지원했습니다.

Sandia 팀원들은 또한 3D 프린터를 사용하여 금속 분말을 녹인 다음 즉시 샘플을 인쇄했습니다. 단일 금속이 재료의 절반 이상을 구성하지 않기 때문에 그들의 작업은 합금 개발의 변화를 나타냅니다. 이에 비해 강철은 다른 원소들 중에서 탄소와 결합된 약 98%의 철입니다.

3D 프린팅 기술을 사용하면 여러 요소를 결합하여 잠재적으로 유용한 엔지니어링 합금을 만들 수 있습니다.

그러나 과제는 여전히 남아 있습니다. 우선, 적층 가공의 일반적인 과제인 미세한 균열 없이 새로운 초합금을 대량으로 생산하는 것이 어려울 수 있습니다. 합금에 들어가는 재료도 가격이 비싸서 상업적으로 사용하기 어려울 수 있습니다.