«Наши эксперименты показывают, что сплав MoSiBTiC невероятно прочен, по сравнению с передовыми однокристальными никелевыми суперсплавами, часто используемыми в горячих отсеках тепловых двигателей, вроде авиационных реактивных двигателей и газовых турбин для генерации электроэнергии, – говорит ведущий автор исследования профессор Киосуке Ёсими из Высшей инженерной школы Университета Тохоку.
– Эта работа предполагает, что MoSiBTiC, будучи высокотемпературным материалом, не входящим в число суперсплавов на основе никеля, – многообещающий кандидат для применения в этой области»...
https://www.nature.com/article...
http://www.nanonewsnet.ru/news...
Первое в своем роде исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, описывает сплав на основе карбида титана (TiC) и легированного молибден-кремний-бора (Mo-Si-B), или MoSiBTiC, высокотемпературная прочность которого определили постоянным воздействием при температурах от 1400°C до 1600°C.
Ёсими и его коллеги сообщили о нескольких свойствах, указывающих на выдерживание сплавом разрушительных сил при сверхвысоких температурах без деформации. Они также наблюдали поведение сплава при воздействии на него возрастающих сил, когда в нем стали образовываться и расти трещины до тех пор, пока он в итоге не разломался.
Трехмерная структура 1-го поколения сплава MoSiBTiC / © Kyosuke Yoshimi
Эффективность тепловых двигателей – ключ к будущей добыче энергии из ископаемого топлива и его дальнейшего преобразования в электроэнергию и двигательную силу. Улучшение их функциональности может определить, насколько эффективно мы преобразуем энергию. Ползучесть – способность материала выдерживать воздействие при сверхвысоких температурах – является важным фактором, так как повышенные температуры и давление приводят к деформации. Понимание ползучести материала может помочь инженерам сконструировать эффективные тепловые двигатели, способные выдерживать экстремальные температурные условия.
Micrographs of the complex microstructure of the MoSiBTiC alloy used in this study are shown in Fig. 1. The MoSiBTiC alloy mainly consists of three phases: a Mo-rich solid solution Moss (Mo base with 2.5 at% Ti and 1.9 at% Si, crystal structure: bcc), which appears as a white contrast; a Mo5SiB2-type intermetallic compound known as T2 (crystal structure: D8l), which appears grey; and a (Ti,Mo)C-type carbide (crystal structure: NaCl-type), which appears as a black contrast.
Исследователи испытывали ползучесть сплава на протяжении 400 часов при давлениях от 100 до 300 МПа. Все эксперименты проводились на управляемой компьютером испытательной установке в вакууме для предупреждения окисления материала и попадания на него влаги, из-за которой на сплаве могла образоваться ржавчина.
Также, в исследовании говорится, что сплав испытывает большее удлинение при уменьшении воздействия. Ученые объясняют, что ранее такое поведение наблюдалось только у сверхпластичных материалов, способных противостоять преждевременному разрушению.
Эти обнаружения являются важным знаком для применимости MoSiBTiC в системах, функционирующих на экстремально высоких температурах, вроде систем преобразования энергии в автомобилях, силовых установок и двигательных систем в авиационных двигателях и ракетах. Исследователи сообщают, что им еще необходимо провести несколько дополнительных микроструктурных анализов для полного понимания механики сплава и его способности восстанавливаться после воздействия высоких давлений при высоких температурах.
«Наша конечная цель – изобрести новаторский сверхвысокотемпературный материал, превосходящий суперсплавы на основе никеля, и заменить лопасти турбин высокого давления, сделанные из никелевых суперсплавов, новыми турбинными лопастями из сверхвысокотемпературного материала, – говорит Ёсими. – Чтобы сделать это, следующим шагом мы должны улучшить устойчивость MoSiBTiC к окислению, разработав сплав, не повредив его исключительные механические свойства. Но, это действительно сложная задача».
Попытаюсь прокомментировать...
Японцы и в nature уже пытаются смешивать понятия сплав, композит..., что не есть правильно...
Более того высокотемпературные композиты на основе спечённых карибидных керамик, в т.ч. армированные углеродными, или карбидными волокнами известны давно, а в конце 80-х был даже создан прототип ГТД в России с керамическими лопатками и камерой сгорания, работавший на температурах около 1600оС...
Удивительно, но в публикациях все больше идут "импортные" статьи и авторы.., но с одной стороны обидно за наших, а с другой радует, что наш "задел" из 80-х скорее всего уже в работе и не за горами новые вооружения и техника, работающие на высоких и сверхвысоких параметрах теплоносителей...
В науке и в технике , конечно важно, кто "первым прокукарекает".., но выигрывает войну тот, кто первым создаст новое "супероружие"...
А вот в этом у России равных пока что нет...!!!
-
-
- +1
-
Зачем поддерживать автора?
Зачем поддерживать автора?
- - Любой текст это труд, если вам понравилась статья, то поддерживая автора - вы показываете, что оценили то, что он потратил свое время и силы.
- - Автор получает небольшую финансовую помощь от вас, у него появляется больше стимула сделать еще лучше.
- - Статья, которую поддерживают пользователи попадет в рейтинг по поддержке на главной странице Конта, что принесет ей больше просмотров и откликов, а значит, поддерживая статью вы помогаете автору продвигать его точку зрения.
Оценили 25 человек
59 кармы