Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"

Всё об экологии ищите здесь:

   
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Информация / Info Инновации / New! Исследователи разработали сплав с памятью формы и превосходной сверхэластичностью

Исследователи разработали сплав с памятью формы и превосходной сверхэластичностью

Исследователи разработали сплав с памятью формы и превосходной сверхэластичностью

Лазерная порошковая сварка, метод 3D-печати, предлагает потенциал в обрабатывающей промышленности, особенно при изготовлении никель-титановых сплавов с памятью формы со сложной геометрией. Хотя эта технология производства привлекательна для применения в биомедицинской и аэрокосмической областях, она редко демонстрирует сверхэластичность, необходимую для конкретных применений с использованием никель-титановых сплавов с памятью формы. Возникшие дефекты и изменения, внесенные в материал в процессе 3D-печати, предотвратили появление сверхэластичности в 3D-печатном никель-титане.

Исследователи из Техасского университета A&M недавно продемонстрировали превосходную сверхэластичность при растяжении, изготовив сплав с памятью формы с помощью лазерного сплавления в порошковом слое, что почти вдвое превышает максимальную сверхэластичность, о которой сообщается в литературе для 3D-печати.

Это исследование было недавно опубликовано в vol. 229 журнала Acta Materialia.

Никель-титановые сплавы с памятью формы имеют различные применения из-за их способности возвращаться к своей первоначальной форме при нагревании или при снятии приложенного напряжения. Поэтому их можно использовать в биомедицинских и аэрокосмических областях для изготовления стентов, имплантатов, хирургических устройств и крыльев самолетов. Однако разработка и правильное изготовление этих материалов требует обширных исследований для определения функциональных свойств и изучения микроструктуры.

«Сплавы с памятью формы — это умные материалы, которые могут запоминать свою форму при высоких температурах», — сказал доктор Лэй Сюэ, бывший аспирант кафедры материаловедения и инженерии и первый автор публикации. «Хотя их можно использовать по-разному, изготовление сплавов с памятью формы сложной формы требует точной настройки, чтобы материал проявлял желаемые свойства».

Лазерная плавка в порошковом слое — это технология аддитивного производства, которая представляет собой способ эффективного и экономичного производства никель-титановых сплавов с памятью формы, предлагая путь к быстрому производству или прототипированию. Этот метод, похожий на полимерную 3D-печать, использует лазер для плавления порошков металлов или сплавов слой за слоем. Послойный процесс выгоден тем, что позволяет создавать детали сложной геометрии, которые были бы невозможны при традиционном производстве.

«С помощью 3D-принтера мы распределяем порошок сплава по подложке, а затем с помощью лазера расплавляем порошок, формируя один полный слой», — сказал Сюэ. «Мы повторяем это наслоение, сканируя одни и те же или разные узоры, пока не сформируется желаемая структура».

К сожалению, большинство никель-титановых материалов не могут выдержать текущий процесс плавки в порошковом слое лазера, что часто приводит к дефектам печати, таким как пористость, коробление или расслоение, вызванное большим температурным градиентом и хрупкостью из-за окисления. Кроме того, лазер может изменить состав материала за счет испарения во время печати.

Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали структуру оптимизации, созданную ими в предыдущем исследовании, которая может определять оптимальные параметры процесса для достижения бездефектной структуры и конкретных свойств материала.

Используя эту структуру, а также изменение состава и усовершенствованные параметры процесса, исследователи изготовили никель-титановые детали, которые постоянно демонстрировали сверхэластичность при растяжении при комнатной температуре на уровне 6% в состоянии после печати (без термообработки после изготовления). Этот уровень сверхэластичности почти вдвое превышает уровень, ранее описанный в литературе для 3D-печати.

Возможность производить сплавы с памятью формы с помощью 3D-печати с повышенной сверхэластичностью означает, что материалы лучше справляются с приложенной деформацией. Использование 3D-печати для разработки этих превосходных материалов снизит стоимость и время производственного процесса.

Исследователи надеются, что в будущем их открытия приведут к более широкому использованию печатных никель-титановых сплавов с памятью формы в биомедицинских и аэрокосмических приложениях.

«Это исследование может служить руководством по печати никель-титановых сплавов с памятью формы с желаемыми механическими и функциональными характеристиками», — сказал Сюэ. «Если мы сможем адаптировать кристаллографическую текстуру и микроструктуру, эти сплавы с памятью формы смогут найти гораздо больше применений».

Это исследование финансировалось Исследовательской лабораторией армии США, грантом Национальной исследовательской программы, Национальным исследовательским фондом Катара и грантом Национального научного фонда США.

Среди других авторов публикации глава отдела материаловедения и инженерии д-р Ибрагим Караман; профессора материаловедения и инженерии доктор Кадри Кан Атли и доктор Раймундо Аррояве; бывший студент материаловедения и инженерии доктор Абхинав Шривастава и нынешний студент Натан Хайт; Wm Майкл Барнс '64 Профессор кафедры промышленных систем и инженерии доктор Алаа Элвани; студент промышленных систем и инженерии Чэнь Чжан; и исследователи исследовательской лаборатории армии США д-р Ашер С. Лефф, д-р Адам А. Уилсон и д-р Дарин Дж. Шарар.

источник

фото

исследователисплавпринтер 

14.05.2022, 698 просмотров.


Нравится

ИННОВАЦИОННЫЙ КАНАЛ
22.02.2022 23:18:10

Концепция обращения с отходами в Санкт-Петербурге в вопросах и ответах / "Его пример другим наука“

Единая Концепция по обращению с отходами на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области отражает анализ текущего состояния системы

обращение, отходы, концепция

11.06.2021 21:47:21

Признано существование Южного океана вокруг Антарктиды

Национальное географическое общество США признало, что на Земле существует пятый океан – Южный

национальное, океан, географическое

14.05.2021 13:55:16

Обнаружено письмо Эйнштейна о пчелах и перелетных птицах

В руки исследователей попало неизвестное ранее письмо Альберта Эйнштейна, датированное осенью 1949 года.

исследователи, письмо, Эйнштейн

01.04.2021 21:39:22

Галактический интернет изобрёл Макконе / На смену радио придёт эффект линзирования звёзд

Человечество может создать галактический интернет, если использует в качестве линз Солнце и другие звёзды.

Интернет, галактика, Звезды

08.02.2021 23:01:16

Ядерный конфликт - глазами ученых/ Памяти Н.Н.Моисеева /День российской науки

В феврале 2000-го года ушел из жизни выдающийся ученый и основатель нашего журнала Никита Николаевич Моисеев. Публикуем статью написанную его учеником — Владимиром Александровым, по следам событий 1983 года, когда группа советских ученых была приглашена вместе со своими американскими коллегами выступить в сенате США и официально засвидетельствовать прогнозы о климатических и других глобальных последствиях ядерной войны.Никогда — ни до, ни после этих событий, российских ученых не приглашали давать официальные показания в высшем законодательном органе США.

конфликт, день науки, Н.Н.Моисеев

15.01.2021 00:30:28

Что такое органическое сельское хозяйство?

Доклад «Органическое сельское хозяйство в странах Евразийского экономического союза: состояние и перспективы»

доклад, сельское, хозяйство

30.12.2020 20:01:00

Точное расстояние от Земли до звёзд измерено - решение задачи тысячелетия открыло новую проблему/Ускорение Вселенной слишком велико

В декабре человечество, наконец, получило то, чего ученые-астрономы ждали почти вечность: точное расстояние от Земли до звезд. Однако, как часто бывает в науке, новые данные породили предположение о наличии ранее неизвестной загадки, решение которой может стать «открытием века».

человечество, расстояние, Земля

RSS
Архив "Лекции/Семинары"
Подписка на RSS
Реклама: