Новый подход к созданию металлических смесей
5 июня, 19:45. Ученые из Соединенных Штатов разработали способ смешивания металлов с помощью лазера, который позволяет получать высокоэнтропийные сплавы. В основе метода лежит использование движения лазерной головки 3D-принтера по петлеобразной траектории. Эксперимент провели на комбинации сплава RHEA-19 и титана, а результаты были представлены в научном издании Additive Manufacturing.
Коллектив исследователей под руководством Хо Юна применил технику лазерного синтеза на порошковой основе. Ключевым новшеством стало программирование лазера на перемещение петлями, а не стандартными прямыми линиями. Для этого потребовалось создать специальное программное обеспечение с нуля, так как готовые решения не поддерживали нужные настройки траектории.
Процесс слияния материалов отслеживали в Национальной лаборатории Аргонн, используя рентгеновское излучение от источника Advanced Photon Source. Его яркость в 500 миллиардов раз превосходит характеристики медицинских устройств. С помощью электронной микроскопии подтвердили однородное формирование структуры, что крайне важно для достижения требуемых свойств сплавов.
Чтобы получить высокоэнтропийный сплав, нужно перемешивать компоненты вплоть до атомного уровня. Требуются дополнительные усилия, чтобы заставить металлы соединиться в нужных пропорциях.
Физик Фань Чжан
Хо Юн отметил: 'Наша цель — ускорить процесс производства сплавов. Металлическая 3D-печать способна создавать детали, которые ранее были недоступны'. Эта новая методика открывает перспективы для разработки материалов с улучшенными свойствами в различных отраслях промышленности.
Как новые технологии повлияют на промышленность
Внедрение подобных разработок в производство высокоэнтропийных сплавов может существенно изменить такие сферы, как авиастроение, автомобильная промышленность и энергетика. Возможность получать материалы с уникальными характеристиками расширяет границы инженерных решений, позволяя снижать вес и повышать эффективность изделий. Это также способно сократить производственные расходы и усилить конкурентоспособность продукции на мировом рынке.