Новости космоса и технологий. » Физика » Вычислительное открытие сложных сплавов может ускорить путь к зеленой авиации

Вычислительное открытие сложных сплавов может ускорить путь к зеленой авиации

Опубликовал: Admin, 27-10-2021, 23:15, Физика, 7, 0

Вычислительное открытие сложных сплавов может ускорить путь к зеленой авиации

Эксперты в области вычислительного материаловедения из лаборатории Эймса Министерства энергетики США и их сотрудники определили источник и способ настройки прочности и пластичности класса материалов, называемых высокоэнтропийными сплавами. Это открытие может помочь энергетической и авиационной промышленности в разработке более эффективных двигателей, снижающих потребление топлива и выбросы углерода.

Сплавы с высокой энтропией состоят из четырех или более различных элементов и часто обладают многими желательными свойствами - они легкие, прочные, пластичные, устойчивые к коррозии и идеально подходят для применения в производстве энергии в экстремальные условия Люблю авиацию. Но поскольку элементы, составляющие сплав, могут различаться, а также их относительные пропорции, экспериментальное тестирование огромного количества возможных комбинаций и их свойств сложно и требует много времени.

Команда под руководством лаборатории Эймса использовала метод квантово-механического моделирования для обнаружения и предсказания с помощью вычислений. атомная структура особенно многообещающей системы HEA Fe х Мн 80 − х Co 10 Cr 10 и как трансформации и дефекты в этой структуре приводят к получению более прочного и пластичного материала.

«Когда мы можем точно определить эти преобразования и влияние, которое они оказывают на свойства материала, мы можем предсказать его прочность и намеренно рассчитать прочность и пластичность этих очень сложных Сплавов », - сказал ученый из лаборатории Эймса Дуэйн Джонсон. . Эти предсказания были затем подтверждены экспериментально при изучении монокристаллических образцов с помощью передовой электронной микроскопии, включая дифракцию на селективных площадях и дифракцию обратно рассеянных электронов. Примечательно, что метод применим к любому многоэлементному сложному сплаву.

По словам Джонсона, компьютерный дизайн, основанный на теории, открывает большие перспективы для оптимизации характеристик этих материалов, делая их более прочными, пластичными и во многих случаях менее дорогими. Эти улучшения производительности могут иметь большое значение для приложений в экстремальных условиях, таких как газотурбинные двигатели для энергетики или авиации, которые работают более эффективно при более высоких температурах.

«Используя этот метод прогнозирования, мы смогли сократить сроки разработки сплава более чем на 50% и продемонстрировать повышение рабочих температур на 10–20%», - сказал Джонсон. В случае авиации, сказал он, это может привести к экономии на сотни миллионов долларов и значительному сокращению выбросов парниковых газов.

Исследование далее обсуждается в статье «Мартенситное превращение в Fe X Mn 80 − х Co 10 Cr 10 High-Entropy Alloy », авторами: П. Сингх, С. Пикак, А. Шарма, Ю. И. Чумляков, Р. Аррояв, И. Караман и Дуэйн Д. Джонсон; и опубликовано в Physical Review Letters .


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии