Лазерна мішалка. У США знайшли спосіб злиття металів на атомному рівні

Про це повідомляє Interesting Engineering,

Сучасна промисловість потребує надійних матеріалів для екстремальних умов. Звичайні сплави мають один основний метал, тоді як високоентропійні містять кілька елементів у рівних частках — приблизно по 20% кожен.

Читайте также: Космічний артефакт. Учені досліджують мінерал кротит, який старший за планету Земля

«Високоентропійні сплави потрібно змішувати аж до атомного рівня. Потрібні додаткові зусилля, щоб змусити метали злитися разом у таких пропорціях», — пояснює фізик Фань Чжан.

Оскільки метали плавляться неоднаково, під час твердіння їхні компоненти часто відокремлюються, що відчутно знижує міцність. Традиційні методи лиття цю проблему не вирішують.

Команда дослідника Хо Юна застосувала метод лазерного синтезу на порошковій підкладці. Вчені запрограмували лазер 3D-принтера рухатися петлями замість прямих ліній. Такий рух спрацював як вінчик і дозволив ретельно перемішати рідкий метал. Програмне розробникам довелося написати з нуля, адже стандартне не мало потрібних налаштувань траєкторії.

Читайте также: Дочка Анджеліни Джолі Шайло — биография, личная жизнь и первые шаги в карьере

Нову методику, описану в журналі Additive Manufacturing, успішно перевірили на суміші щільного сплаву RHEA-19 і легкого титану. Злиття цих матеріалів фіксували в Національній лабораторії Аргонн рентгенівськими променями джерела Advanced Photon Source. Завдяки яскравості, яка у 500 мільярдів разів перевищує показники медичних апаратів, обладнання фіксує внутрішні процеси в металах за частки секунди. Електронна мікроскопія підтвердила рівномірне формування матеріалу.

У майбутньому технологія дозволить друкувати індивідуальні сплави на замовлення прямо в принтері. Інженери зможуть вільно змінювати характеристики матеріалу в межах однієї деталі — наприклад, під час виготовлення лопаток реактивних двигунів, повністю відмовившись від зварювання.

«Ми хочемо прискорити виробництво сплавів. Металевий 3D-друк має потенціал для виготовлення деталей, які раніше було неможливо створити», — підсумував Хо Юн.

Читайте также: Проблеми в російському модулі. Астронавти МКС готуються до евакуації через витік кисню