為了打造更耐用的部件,以承受飛機(jī)周身和噴氣發(fā)動機(jī)內(nèi)部的極端惡劣運(yùn)行環(huán)境,美國航空航天局(NASA)的一支研究團(tuán)隊,正在開發(fā)一款新型金屬合金。除了強(qiáng)度是現(xiàn)有最先進(jìn)合金的兩倍,新材料還具有更優(yōu)的韌性。NASA團(tuán)隊指出,新合金或是突破持續(xù)飛行的一個關(guān)鍵。
據(jù)悉,作為一種氧化物彌散強(qiáng)化(ODS)合金,研究團(tuán)隊在其中嵌入了納米級氧化物,以提升合金的韌性和耐高溫特性。
而為了做到這一點(diǎn),研究人員先是使用了尖端的計算模型來模擬材料的熱力學(xué)性能,然后通過3D打印的方式來生產(chǎn)。NASA格倫研究中心的材料研究科學(xué)家Tim Smith表示,新方法極大地加速了特種合金的研發(fā)速度,讓他們能夠較以往更快地生產(chǎn)出性能更好的新材料。
在大約30次模擬后,他們得出了合金的最佳設(shè)計——此前往往需要耗費(fèi)數(shù)年來試錯,但現(xiàn)在已縮短到數(shù)月,甚至數(shù)周。
NASA將新合金稱作GRX-810。與當(dāng)前最先進(jìn)的合金相比,其表現(xiàn)出了一些讓人難以置信的性能優(yōu)勢。可知在2000℉(1093℃)的高溫下,GTX-810具有兩倍的抗斷裂強(qiáng)度、三倍半的彎曲/拉伸柔韌性、輔以1000倍以上的應(yīng)力下耐久性。
研究團(tuán)隊指出,新材料為航空器設(shè)計開辟了新的可能,可實(shí)現(xiàn)更輕的部件、減少噴氣發(fā)動機(jī)的燃料消耗,以及降低運(yùn)營和維護(hù)成本。團(tuán)隊成員Dale Hopkins總結(jié)道:“從材料開發(fā)層面來講,這一突破具有革命性的意義。”
更堅固、輕盈的新型材料,可在改變未來航空的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。此前合金材料隨著抗拉強(qiáng)度的增加,通常會降低材料在斷裂前的抗拉伸與彎曲能力。而GRX-810新合金的卓越之處,就是克服了這方面的短板。
(審核編輯: 諾謹(jǐn))
分享