19 maja 2024

 

Wzmocnienie Inconelu ceramiką

Mimo wykorzystywania najwyższej jakości materiałów np. w przemyśle lotniczym, energetyce lub motoryzacji zdarza się, że wytrzymałość otrzymanych wyrobów jest niewystarczająca. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology postanowili znaleźć rozwiązanie. Zastosowano popularny „nadstop” Inconel 718.

Został on zmieszany i zmielony z nanodrutami ceramicznymi w taki sposób, że wokół cząstek stopu zebrała się nanometryczna otoczka ceramiczna. Z użyciem tak uzyskanego proszku rozpoczęto wytwarzanie przyrostowe części za pomocą technologii LPBF (fuzji laserowej w złożu proszkowym).

Po wydrukowaniu cienkiej warstwy proszku nakładano kolejną tak, aby laser dokładnie ją przetopił i połączył z poprzednią warstwą. W porównaniu z podobnymi częściami z czystego Inconelu, te z domieszką ceramiki wykazywały się znacznie mniejszą porowatościąi liczbą pęknięć, a do tego wyższą wytrzymałością mechaniczną i rozciągliwością. Okazały się również bardziej odporne na promieniowanie i wysokie temperatury.

Proces jest tani i wykorzystuje istniejące urządzenia do wytwarzania przyrostowego. Zapowiedziano próby zastosowania domieszki ceramicznych nanodrutów do innych metali. Tak sporządzone kompozyty o osnowie metalicznej mogą okazać się przełomowym rozwiązaniem w konstrukcjach lotniczych oraz stosowanych w energetyce (w tym jądrowej).

news.mit.edu