Rêxistinên ne-qezenc, çapemenî û gel dikarin wêneyan ji malpera Nivîsgeha Çapemeniyê ya MIT-ê di bin lîsansa Creative Commons Attribution ne-bazirganî, ne-derivatîf dakêşînin.Pêdivî ye ku hûn wêneyên pêşkêşkirî neguhezînin, tenê wan bi mezinahiya rast biçînin.Dema kopîkirina wêneyan divê kredî bêne bikar anîn;Ji bo wêneyan krediya "MIT" heya ku li jêr neyê destnîşan kirin.
Tedawiya germê ya nû ya ku li MIT-ê hatî pêşve xistin mîkrostruktura metalên çapkirî yên 3D diguhezîne, materyalê ji şert û mercên germî yên giran re bihêztir û berxwedêrtir dike.Vê teknolojiyê dikare çapkirina 3D ya fîşek û fîşekên bi performansa bilind ji bo turbînên gazê û motorên jetê yên ku elektrîkê çêdikin bike, rê bide sêwiranên nû ku xerckirina sotemeniyê û karbidestiya enerjiyê kêm bike.
Pêlên turbîna gazê ya îroyîn bi karanîna pêvajoyek avêtina kevneşopî têne çêkirin ku tê de metala şil di nav şeklên tevlihev de tê rijandin û bi rêkûpêk hişk dibe.Van pêkhateyan ji hin aligirên metal ên herî berxwedêr ên li ser gerstêrkê têne çêkirin, ji ber ku ew hatine sêwirandin ku bi lez û bez di gazên pir germ de bizivirin, kar derdixin da ku elektrîkê di santralên elektrîkê de hilberînin û tîrêjê ji motorên jet re peyda bikin.
Di hilberîna tîrêjên turbînê de ku bi karanîna çapkirina 3D ve tê bikar anîn, eleqeyek zêde heye, ku, ji bilî berjewendîyên hawîrdorî û aborî, rê dide hilberîneran ku zû pêlên bi geometrîyên tevlihevtir û enerjîktir hilberînin.Lê hewildanên ji bo çapkirina 3D tîrên turbînê hîna nekariye astengiyek mezin derbas bike: gemar.
Di mêtalurjiyê de, xezîn wekî meyla metalek ku di bin stresa mekanîkî ya domdar û germahiya bilind de bi rengek neveger deforme tê fêm kirin.Dema ku lêkolîner li îmkana çapkirina tîrên turbînê digeriyan, wan dît ku pêvajoya çapkirinê gewriyên hûr ên bi mezinahî ji dehan heta bi sedan mîkrometreyan çêdike - mîkroavahiyek ku bi taybetî bi rijandinê ve girêdayî ye.
"Di pratîkê de, ev tê wê wateyê ku turbîna gazê dê xwedan jiyanek kurttir be an jî kêmtir aborî be," got Zachary Cordero, profesorê Boeingê ya hewa fezayê li MIT."Ev encamên xirab ên biha ne."
Cordero û hevkarên xwe rêyek ji bo baştirkirina strukturên aligirên çapkirî yên 3D bi lêzêdekirina qonaxek dermankirina germê ya zêde ya ku gewherên hêja yên materyalê çapkirî vediguhezîne genimên "stûn" ên mezin - mîkroavahiyek bihêztir ku potansiyela hilkişîna materyalê kêm dike, dîtin.maddî ji ber ku "stûn" bi eksena stresê ya herî zêde ve hatine rêz kirin.Lêkolîner dibêjin, nêzîkatiya ku îro di Hilberîna Additive de hatî destnîşan kirin rê li ber çapkirina pîşesaziyê ya 3D ya torbînên gazê vedike.
"Di pêşerojek nêzîk de, em li bendê ne ku çêkerên turbînên gazê tîrêjên xwe li kargehên hilberîna lêzêdekirî yên mezin çap bikin û dûv re wan bi karanîna dermankirina meya germahiyê paşde bikin," Cordero got."Çapkirina 3D dê mîmarên nû yên sarbûnê bike ku dikarin karbidestiya germî ya turbînan zêde bikin, bihêle ku ew heman hêzê hilberînin dema ku kêmtir sotemeniyê dişewitînin û di dawiyê de kêmtir karbondîoksît derdixin."
Lêkolîna Cordero ji hêla nivîskarên sereke Dominic Pichi, Christopher Carter, û Andres Garcia-Jiménez ji Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts, Anugrahapradha Mukundan û Marie-Agatha Sharpan ji Zanîngeha Illinois li Urbana-Champaign, û Donovan Leonard ji Oak ve hatî nivîsandin. Laboratoriya Neteweyî ya Ridge.
Rêbaza nû ya tîmê şêwazek ji nû ve krîstalîzasyona arasteyî ye, dermankirinek germê ye ku materyalê di nav deverek germ de bi rêjeyek tam kontrolkirî diguhezîne, gelek genimên mîkroskopî yên materyalê di nav krîstalên mezintir, bihêztir, yekrengtir de dihelîne.
Ji nû ve krîstalîzasyona arasteyî 80 sal berê hate îcadkirin û li ser materyalên deformable hate sepandin.Di lêkolîna xwe ya nû de, tîmek MIT-ê ji nû ve krîstalîzasyona rasterast li ser superaloyeyên çapkirî yên 3D sepandiye.
Tîmê vê rêbazê li ser superaloyeyên nîkelê yên çapkirî yên 3D ceriband, metalên ku bi gelemperî di turbînên gazê de têne avêtin û têne bikar anîn.Di zincîre ceribandinan de, lêkolîner nimûneyên çapkirî yên 3D yên superalloyeyên mîna rod di hemamek avê ya germahiya jûreyê de rasterast li binê kulikek inductionê danîn.Wan hêdî-hêdî her darek ji avê derxistin û bi lez û bezên cihê di kulekê re derbas kirin, bi girîngî daran germ kirin ku germahiya di navbera 1200 û 1245 dereceyên Celsius de ne.
Wan dît ku kişandina çolê bi lezek diyarkirî (2,5 mîlîmetre di saetê de) û di germahiyek diyarkirî (1235 pileya Celsius) de pileyek germahiyek asê çêdike ku veguherînek di mîkrosaziya hûrgulî ya medyaya çapê de çêdike.
Cordero rave kir: "Materyale wekî perçeyên piçûk bi kêmasiyên ku jê re tê gotin veqetandî dest pê dike, mîna spaghettiyên şikestî.""Gava ku hûn materyalê germ bikin, ev kêmasî winda dibin û ji nû ve ava dibin, û genim dikarin mezin bibin.genim bi helandina maddeyên xerabûyî û gewriyên piçûktir - pêvajoyek ku jê re kristalîzasyon tê gotin.
Piştî sarkirina darên ku bi germahî hatine dermankirin, lêkolîneran mîkrosaziya wan bi karanîna mîkroskopên optîkî û elektronîkî vekolîn û dîtin ku genimên mîkroskopî yên çapkirî yên materyalê bi dexlên "stûnî" an jî deverên dirêj û mîna krîstal ên ku ji ya orîjînal pir mezintir in hatine guheztin. genim..
Nivîskarê sereke Dominic Peach got, "Me bi tevahî ji nû ve ava kir.""Em destnîşan dikin ku em dikarin mezinahiya genim bi çend rêzikên mezinahiyê zêde bikin da ku hejmareke mezin ji genimên stûnî pêk bînin, ku divê bi teorîkî ve bibe sedema başbûnek girîng di taybetmendiyên xezînê de."
Tîmê her weha destnîşan kir ku ew dikarin rêjeya kêşanê û germahiya nimûneyên rokê kontrol bikin da ku gewherên mezinbûna materyalê xweş bikin, herêmên bi mezinahiya genim û arasteya taybetî biafirînin.Cordero dibêje, ev asta kontrolê dikare rê bide hilberîneran ku bi mîkrostrukturên cihê-taybet ên ku dikarin li gorî şert û mercên xebitandinê yên taybetî werin sêwirandin, tîrên turbînê çap bikin.
Cordero plan dike ku dermankirina germê ya parçeyên çapkirî yên 3D-yê ku nêzî tîrên turbînê bibin ceribandin.Tîm di heman demê de li awayên bilezkirina hêza tansiyonê û her weha ceribandina berxwedana gewriyê ya strukturên ku bi germê têne derman kirin digerin.Dûv re ew texmîn dikin ku dermankirina germahiyê dikare sepana pratîkî ya çapkirina 3D bike ku pêlên turbînê yên pola pîşesaziyê bi şekl û qalibên tevlihevtir hilberîne.
Cordero got, "Pel û geometrîya lûleyên nû dê turbînên gazê yên li bejahiyê û di dawiyê de, motorên balafiran enerjiyê bikêrtir bikin.""Ji perspektîfek bingehîn, ev dikare bi baştirkirina kargêriya van amûran emîsyonên CO2 kêm bike."
Dema şandinê: Nov-15-2022
