Екип от инженери от Масачузетския технологичен институт съобщава за прост и евтин метод за приготвяне на подсилен с керамични нановлакна Inconel 718 материал за използване в производствени процеси на метални PBF добавки. Изследователският екип вярва, че техният метод за укрепване на 3D отпечатани метални прахове с керамични нанопроводници може да се използва и за подобряване на много други материали. Ключовите материали за много важни приложения в космическото и енергийното производство трябва да могат да издържат на екстремни условия като висока температура и напрежение на опън без повреда. Ето защо, тази нова подсилена суперсплав, разработена от MIT, има широк спектър от приложения в взискателни области като аерокосмическата перспектива.
„Разработването на материали, които са по-подходящи за екстремни среди, винаги е спешна необходимост за нас и ние вярваме, че този подход има последици за други материали в бъдеще“, каза Джу Ли, професор по ядрено инженерство в Battelle Energy Alliance и професор в катедрата по MIT Материалознание и инженерство (DMSE). огромен потенциал."
Изследването е публикувано в изданието от 5 април на Aditive Manufacturing в статия, озаглавена „Укрепване на адитивно произведения Inconel 718 чрез образуване на място на нанокарбиди и силициди“, от Ли от лабораторията за изследване на материалите (MRL). Той е един от тримата кореспондиращи автори на статията. Другите двама кореспондиращи автори са професор Чен Уен от университета на Масачузетс Амхърст и професор А. Джон Харт от катедрата по машинно инженерство в Масачузетския технологичен институт.
снимка
Връзки към свързани документи:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221486042300091X?чрез процент 3Dihub=
снимка
△ Обобщение на хартиени снимки
Съавтори на статията са постдокторите Емре Текоглу и Александър О'Брайън от Департамента по ядрени науки и инженерство (NSE) на MIT; Александър Д. О'Брайън, студент от NSE; и Лиу от UMass Amherst. здрави. Другите автори са Baoming Wang, DMSE postdoc в MIT; Сина Кавак от Истанбулския технически университет; MRL изследовател Yong Zhang; Завършил студент DMSE So Yeon Kim; студент от NSE Wang Shitong; и Дуйгу Агаогуллари от Истанбулския технически университет. Това изследване беше подкрепено от Eni SpA чрез Енергийната инициатива на MIT, Националната научна фондация и ARPA-E.
снимка
△ Съавторите на изследователската статия са (отляво надясно): Джиан Лиу от Университета на Масачузетс Амхърст и Емре Текоглу и Александър О'Брайън от Масачузетския технологичен институт.
по-добра производителност
Методът на изследователския екип се основава на материал Inconel 718, популярна "суперсплав", използвана в приложения за производство на добавки, които трябва да издържат на екстремни условия като 700 градуса по Целзий (около 1300 градуса по Фаренхайт). Екипът пише, че са смили търговски прах Inconel 718 с малко количество керамични нановлакна, което води до равномерно покритие на нанокерамиката върху повърхността на частиците Inconel.
Полученият прах след това се използва за направата на части чрез сливане на лазерно прахово легло. Изследователите установиха, че частите, направени с новия прах, имат значително по-малко порьозност и пукнатини, отколкото частите, направени само с Inconel718. А това от своя страна води до значително повишена здравина на частите, което предлага и много други предимства. Например, те са по-пластични или разтегливи и имат по-добра устойчивост на радиация и високотемпературни натоварвания.
„Също така, самият процес на укрепване е евтин и работи със съществуващи 3D принтери. Просто използвайте нашия прах и ще получите по-добра производителност“, каза Ли.
Xu Song, асистент професор в Китайския университет в Хонг Конг, който не е участвал в тази работа, коментира: „В тази статия авторите предлагат нов метод за отпечатване на композитни материали с метална матрица от никелова сплав 718, подсилени от керамични нановлакна. Процесът на лазерно топене предизвиква Разтварянето на място на керамиката повишава устойчивостта на топлина и здравината на Inconel 718. В допълнение, укрепването на място намалява размера на зърното и елиминира дефектите. 3D отпечатването на бъдещи метални сплави, включително модификацията на високи -рефлексивна мед и суперсплавта Fracture inhibition, всички биха могли да се възползват от тази технология."
снимка
△Изследователски екип от Масачузетския технологичен институт съобщава за прост и евтин метод за подготовка на ключови армировъчни материали за авиационни и ядрени приложения за производство на енергия. „Бобърът“ и други форми върху отпечатания субстрат на тази снимка са създадени с помощта на нова технология. Снимка: Александър О'Брайън
огромно ново пространство
Проф. Ли каза: „Тази работа може да отвори огромно ново пространство за проектиране на сплави, тъй като ултратънките 3D отпечатани слоеве от метални сплави могат да бъдат охладени много по-бързо от насипните компоненти, направени с помощта на конвенционални процеси на втвърдяване на стопилка. Следователно, много от правилата за химически състав, които прилагат за леене, изглежда не се отнасят за този вид 3D печат. Така че имаме много по-голямо композиционно пространство за изследване на добавянето на неблагородни метали към керамиката."
Емре Текоглу, един от водещите автори на изследователската статия, добави: „Тази композиция е една от първите, които проектирахме, така че е много вълнуващо да постигнем тези резултати в реалния живот. Все още има много място за изследване . Ще продължим да проучваме. Новата композитна формула Inconel най-накрая доведе до разработването на материали, които могат да издържат на по-екстремни среди."
Друг водещ автор, Александър О'Брайън, заключава: „Прецизността и мащабируемостта, активирани от 3D печатането, отварят нови светове от възможности за дизайн на материали. Нашите резултати тук са вълнуваща ранна стъпка в процес, който със сигурност ще окаже голямо влияние върху проектиране на бъдещо производство на ядрена, космическа и всякаква енергия.
