Nowy materiał może przyspieszyć prace nad nowymi samolotami naddźwiękowymi, nawet hipersonicznymi, które będą osiągały prędkość nawet 5 Mach. Na zdjęciu: prototyp samolotu Quarterhorse w fabryce w Atlancie
Urszula Lesman
Nowy materiał to stop aluminium wzmocniony za pomocą utwardzania dyspersyjnego (spiek aluminium i jego tlenku), wytrzymujący temperatury do 500 stopni Celsjusza. Metoda ta rozwiązuje krytyczne ograniczenie tradycyjnych stopów aluminium, które z jednej strony są bardzo lekkie, ale szybko ulegają degradacji w temperaturze powyżej 400 stopni Celsjusza, co ogranicza ich szersze zastosowanie w lotnictwie i transporcie.
Nowy stop odporny na wysokie temperatury
Stopy aluminium są cenione ze względu na niską gęstość, wysoką wytrzymałość właściwą i doskonałą odporność na korozję. Jednakże ich ograniczona zdolność do utrzymywania tych właściwości w podwyższonych temperaturach ogranicza ich zastosowanie, szczególnie w lotnictwie i przemyśle kosmicznym, gdzie nie tylko prędkość, ale także waga są czynnikami krytycznymi, ale powszechne są wysokie temperatury.
Naukowcy wyprodukowali nowy materiał poprzez wprowadzenie do stopu aluminium ultradrobnych i równomiernie rozproszonych nanocząstek o dużej gęstości. Według naukowców z Uniwersytetu w Tianjin metoda ta znacznie poprawiła odporność stopu na wysokie temperatury, a udowodniona wytrzymałość na rozciąganie przekraczała 200 megapaskali w temperaturze 500 stopni Celsjusza, przewyższając tradycyjne stopy aluminium ponad sześciokrotnie i wykazując zwiększoną stabilność – tłumaczy portal Interesting Engineering.
Co więcej, technika opracowana przez zespół profesora He Chunniana w Szkole Nauki i Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu w Tianjin nie ogranicza się do aluminium, ale może być również stosowana do wzmacniania wielu innych metali. Dyspersja nie tylko zwiększa odporność cieplną materiału, ale także sprawia, że proces produkcyjny jest prosty, opłacalny i odpowiedni do produkcji masowej. Naukowcy opracowali nowy stop z myślą o przyspieszeniu rozwoju żaroodpornych stopów aluminium do silników lotniczych oraz innych kluczowych komponentów.
Nowe odkrycie może zmienić lotnictwo
Profesora He Chunnian uważa, że stop szybko stanie się powszechnie używany w przemyśle. Ponieważ branże takie jak lotnictwo i transport w dalszym ciągu wymagają materiałów łączących w sobie lekkość z wysoką odpornością na ciepło, praca profesora He i jego zespołu może faktycznie odegrać kluczową rolę w sprostaniu tym wyzwaniom i przyspieszeniu postępu technologicznego.
Chiński zespół naukowy nie jest pierwszym, który pracował nad nowym stopem aluminium. NASA w 2022 r. wprowadziła podobną metodę tworzenia wysokowydajnych, żaroodpornych stopów. Jednakże sukces zespołu z Tianjin w zakresie aluminium, metalu nieredukowalnego, oznacza wyjątkowe osiągnięcie, potencjalnie wyznaczające nowe standardy dla przyszłych badań i zastosowań przemysłowych.
