Исследователи из Научной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) и Национальной лаборатории энергетических технологий (NETL) разработали и напечатали на 3D-принтере самый лёгкий сплав, способный выдерживать температуры выше 2400°F (более 1315°C) без плавления и трещин. Этот прорыв открывает возможности для создания турбинных лопастей, способных работать в экстремальных условиях, что сократит углеродный след газотурбинных двигателей, например, используемых в авиации.
Уникальный сплав для турбин будущего
Новый сплав включает семь элементов, с основой из ниобия. Его точка плавления на 48% выше, чем у традиционных никелевых и кобальтовых сверхсплавов, ранее разработанных в ORNL. Это делает материал не только устойчивым к экстремальным температурам, но и значительно легче по весу, что особенно важно для авиации.
Технология создания
Для производства компонентов из этого сплава использовался метод электронно-лучевой плавки, позволяющий создавать сложные формы без образования трещин. Это стало возможным благодаря точной настройке процесса, что ранее было недостижимо.
«Мы создали материал, который сочетает высокую температуру плавления с низкой плотностью. Это уникальное достижение в области 3D-печати металлов», — отметил Сакет Таплияль, ведущий исследователь ORNL.
Преимущества для авиации и экологии
Жаропрочность и лёгкость нового материала делают его идеальным для турбинных лопастей, которые смогут работать при сверхвысоких температурах, сохраняя структурную целостность. Это позволяет улучшить эффективность двигателей, снизить выбросы углекислого газа и сократить вес самолётов, что способствует снижению расхода топлива.