Skip links

Учени използват 3D принтиране за създаване на по-здрави титанови сплави

Учените са използвали 3D принтиране, за да създадат нов клас титанови сплави, които функционират по-добре под напрежение. В резултат на това се получават материали, които са по-здрави и по-малко крехки.

Това се казва в ново съобщение за пресата на RMIT, публикувано в четвъртък.

Изследователите включват членове на Университетът на Сидни RMIT, Австралия, в сътрудничество с Политехническия университет на Хонконг и Hexagon Manufacturing Intelligence в Мелбърн.

„Повторното използване на отпадъчни и нискокачествени материали има потенциал да добави икономическа стойност и да намали високия въглероден отпечатък на титановата индустрия.“

каза водещият изследовател Ма Циан от Центъра за адитивно производство към Факултета по инженерни науки на RMIT

Новите титанови сплави се състоят от две форми на титанови кристали – алфа-титанова фаза и бета-титанова фаза, които са в основата на титановата индустрия.

От години тези сплави се произвеждат предимно чрез добавяне на алуминий и ванадий към титана.

Сега изследователските екипи опитаха да използват кислород и желязо, които са в изобилие и са евтини, за да получат новите сплави.

Този процес имаше за цел да се справи с двете предизвикателства, които са възпрепятствали разработването на здрави и еластични алфа-бета титаново-кислородно-железни сплави, обясни Циан.

За производството на новите сплави от метален прах е използван процес на 3D принтиране, наречен лазерно насочено енергийно отлагане (L-DED).

„Ключов фактор за нас беше съчетаването на концепциите ни за дизайн на сплави с дизайна на процеса на 3D принтиране, което идентифицира редица сплави, които са здрави, пластични и лесни за принтиране.“

каза Циан

Атрактивни свойства

Това доведе до микроструктура на новите сплави, която се отличава с много атрактивни свойства.

„Това изследване предоставя нова система от титанови сплави, способна да се отличава със широк и регулируем диапазон от механични свойства, висока технологичност, огромен потенциал за намаляване на емисиите и прозрения за проектирането на материали в сродни системи.“

каза съавторът на изследването от RMIT и проректор на Университета в Сидни професор Саймън Рингер

Решаващият фактор е уникалното разпределение на кислородните и железните атоми във и между алфа-титановата и бета-титановата фаза.

„Ние създадохме наноразмерен градиент на кислорода в алфа-титановата фаза, включващ сегменти с високо съдържание на кислород, които са здрави, и сегменти с ниско съдържание на кислород, които са пластични, което ни позволява да упражняваме контрол върху локалните атомни връзки и така да намалим потенциала за крехкост.“

заявява още екипът

Откритието може да доведе до приложения в космическите, биомедицинските, химическите, космическите и енергийните технологии и може да спомогне за разширяване на приложенията на титановите сплави, подобряване на устойчивостта и стимулиране на иновативния дизайн на сплавите.

Изследването е публикувано в списание Nature.


source

This website uses cookies to improve your web experience.
Начало