当世界寻找减少温室气体排放的方法时，来自桑迪亚国家实验室的研究人员表明，新的3D打印的超级合金可以帮助发电厂产生更多的电力，同时产生较少的碳。
与艾姆斯国家实验室，爱荷华州立大学和布鲁克公司的研究人员合作的桑迪亚科学家使用了3D打印机来创建高性能金属合金或超合金，并具有异常组成，使其比与现状更强大，更轻目前在燃气轮机机欧洲杯足球竞彩械中使用的艺术材料。这些发现可能在整个能源部门以及航空航天和汽车行业都产生广泛的影响，并暗示了一类新的类似合金等待发现的合金。
“我们表明，这种材料可以访问以前无法获得的高强度，低体重和高温弹性的组合，”桑迪亚科学家安德鲁·库斯塔斯（Andrew Kustas）说。“我们认为我们实现这一目标的部分原因是由于采用增材制造方法。”
该团队在今天的《应用材料》期刊上发表了他们的发现。欧洲杯足球竞彩
材料承受高温，对于发电厂涡轮机来说必不可少
据美国能源信息管理局称，美国约有80％的电力来自化石燃料或核电厂。两种类型的设施都依靠热量转动发电的涡轮机。电厂效率受热金属涡轮零件的限制限制。如果涡轮机可以在较高的温度下运行，“那么可以将更多的能量转换为电力，同时减少向环境释放的废热量，”桑迪亚核工程师萨尔·罗德里格斯（Sal Rodriguez）未参与研究。
Sandia’s experiments showed that the new superalloy — 42% aluminum, 25% titanium, 13% niobium, 8% zirconium, 8% molybdenum and 4% tantalum — was stronger at 800 degrees Celsius (1,472 degrees Fahrenheit) than many other high-performance alloys, including those currently used in turbine parts, and still stronger when it was brought back down to room temperature.
“因此，这是更经济的能源和环境的双赢，”罗德里格斯说。
能源并不是唯一可以从研究结果中受益的行业。航空航天的研究人员寻求在高火中保持强大的轻质材料。欧洲杯足球竞彩此外，Ames Lab科学家Nic Argibay说，Ames和Sandia正在与行业合作，探索如何在汽车行业使用类似合金。
“由AMES LAB领导的电子结构理论能够理解这些有用特性的原子来源，现在我们正在优化这种新的合金以应对制造和可伸缩性挑战，”Argibay说。
能源和桑迪亚的实验室指示研发计划为这项研究提供了资助。
发现突出了材料科学的变化欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
增材制造（也称为3D打印）被称为一种多功能且节能的制造方法。一种常见的打印技术使用高功率激光器来闪光融化材料，通常是塑料或金属。然后，打印机将这些材料放入层中，在熔融材料迅速冷却和凝固的过程中构建物体。
但是，这项新的研究表明，如何将该技术作为一种快速，有效的制作新材料的方法进行重新使用。欧洲杯足球竞彩Sandia团队成员使用3D打印机快速融化粉末状金属，然后立即打印其中的样品。
桑迪亚的创造也代表了合金开发的基本转变，因为没有单一金属占材料的一半以上。相比之下，钢与其他元素相结合约98％。
“铁和一小撮碳改变了世界，”库斯塔斯说。“我们有很多示例，说明了我们将两个或三个元素组合在一起以制造有用的工程合金。现在，我们开始在单个材料中进入四到五个或五个。从材料科学和冶金学角度来看，有趣而挑战。”欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
可伸缩性，成本是要克服的挑战
展望未来，该团队有兴趣探索先进的计算机建模技术是否可以帮助研究人员发现更多可能是新的高性能，添加剂制造业超级合金的成员。
“这些是极其复杂的混合物，桑迪亚科学家迈克尔·钱德罗斯（Michael Chandross）说，原子级计算机建模专家，他没有直接参与研究。“所有这些金属在显微镜下相互作用 - 甚至原子-水平，正是这些相互作用确实决定了金属的强度，它的延展性，其熔点将是什么等等。我们的模型从冶金中取出了很多猜测，因为它可以计算出所有这些，并使我们能够在制造新材料之前预测新材料的性能。”
库斯塔斯说，未来的挑战。首先，在没有微观裂纹的情况下，很难在大量的情况下生产新的超级合金，这在添加剂制造中是一个普遍的挑战。他还说，进入合金的材料很昂贵。欧洲杯足球竞彩因此，合金可能不适合用于降低成本的消费品是主要问题。
“有了所有这些警告，如果这是可扩展的，我们可以从中占有一定的一部分，这是一个改变游戏规则的人，“库斯塔斯说。
来源：https://www.sandia.gov/