Naqoya Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriYeni 3D çap olunmuş alüminium ərintisinin laylı quruluşunu göstərən mikroskop şəkli. Dalğaya bənzər naxışlar “ərimə hovuzları”dır, lazer metal tozunu təbəqə-təbəqə əridərkən buraxdığı izlərdir. Kiçik tünd nöqtələr ərintiyə müstəsna möhkəmlik və istiliyə davamlılıq verən nanoskal hissəciklərdir. Mənbə: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-67281-8

Alüminium yüngül və möhkəm olması ilə qiymətləndirilir, lakin yüksək temperaturda möhkəmliyini itirir. Bu, onun mühərriklərdə, turbinlərdə və hissələrin yüksək temperatur şəraitində möhkəm qalmalı olduğu digər tətbiqlərdə istifadəsini məhdudlaşdırıb. Naqoya Universitetinin tədqiqatçıları yüksək möhkəmlik və istiliyə davamlılıq üçün optimallaşdırılmış yeni alüminium ərinti seriyası yaratmaq üçün metal 3D çapdan istifadə edən bir metod hazırlayıblar. Bütün yeni ərintilər aşağı qiymətli, bol elementlərdən istifadə edir və təkrar emal üçün əlverişlidir, bir variant 300°C-də həm möhkəm, həm də elastik qalır.

Tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Mükəmməl alüminium ərintisini yaratmaq üçün ənənəni pozmaq

Naqoya Universiteti Mühəndislik üzrə Ali Məktəbinin aparıcı müəllifi və professoru Naoki Takata izah edir ki, “Dizayn dəmir üzərində qurulub, metallurqlar adətən metalı kövrək və korroziyaya qarşı həssas etdiyi üçün alüminiuma əlavə etmirlər”.

” Metal 3D çap texnologiyalarının təmsilçi bir prosesi olan lazer toz yatağı əriməsindəki həddindən artıq soyutma sürətləri əridilmiş metalın saniyələr ərzində bərkiməsinə səbəb olur. Bu, əsas qaydaları dəyişdirir – sürətli soyutma dəmiri və normal istehsal şəraitində əmələ gələ bilməyən digər elementləri (metastabil fazaların əmələ gəlməsi) tələyə salır. Hansı elementlərin əlavə ediləcəyini diqqətlə seçərək həm istiliyə davamlı, həm də möhkəm olan yeni ərintilər yaratdıq.”

Tədqiqatçılar hansı elementlərin alüminium matrisini gücləndirəcəyini və hansılarının qoruyucu mikro və ya nano strukturlar əmələ gətirəcəyini proqnozlaşdırmaq üçün sistematik bir metod hazırladılar. Onlar bu proqnozları mis, manqan və titanla yeni ərintilər yaratmaqla sınaqdan keçirdilər və sonra nəticələri elektron mikroskopiyası ilə təsdiqlədilər.3D çapdan sonra alüminium ərintilərinin mikroskopik görünüşləri. 1-ci sıra: Metalın necə əriməsi və təbəqələr halında bərkiməsi. 2-ci sıra: Möhkəmliyə təsir edən daxili dənəvər quruluş. 3-cü sıra: Metalın içərisindəki onu daha da möhkəmləndirən kiçik hissəciklər. 4-cü sıra: Materialın gərginlik altında necə davranmasına təsir edən kənarlardakı oxşar hissəciklər. Müəllif: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-67281-8

Ən yaxşı performans göstərən ərinti alüminium, dəmir, manqan və titan ( Al-Fe-Mn-Ti ) ehtiva edir və yüksək temperaturda möhkəmliyi otaq temperaturunda elastikliklə birləşdirərək bütün digər 3D çap olunmuş alüminium materiallarını üstələyir.

Professor Takata qeyd edib ki, “Metodumuz elementlərin 3D çapda sürətli bərkimə zamanı necə davranması ilə bağlı mövcud elmi prinsiplərə əsaslanır və digər metallara da tətbiq olunur. Ərintilərin həmçinin istehsal zamanı tez-tez çatlayan və ya əyilən adi yüksək möhkəmlikli alüminiumdan daha asan 3D çapı sübut edilib”.Yeni alüminium ərintilərinin 3D çapı üçün istifadə edilən incə metal tozu. Hər hissəciyin diametri 20 mikrometrdən azdır. Lazer son metal hissəni yaratmaq üçün bu hissəcikləri təbəqə-təbəqə əridir. Müəllif: Merle Naidoo

Yüngül nəqliyyat vasitələri, daha az emissiya

Yeni materiallar, kompressor rotorları və turbin komponentləri kimi yüksək temperaturda işləyən hissələrdə yüngül alüminium komponentlərinin istifadəsinə imkan verə bilər. Yüngül nəqliyyat vasitələri daha az yanacaq sərf edir və daha az emissiya yaradır.

Aerokosmik sənayesi də bundan faydalana bilər, çünki təyyarə mühərrikləri yüngül çəki ilə istiliyə davamlılığı birləşdirən materiallar tələb edir. Bu tətbiqlərdən əlavə, tədqiqat, bir çox sənayedə inkişafı sürətləndirmək potensialı ilə, xüsusilə 3D çap üçün yeni metal siniflərinin dizaynı üçün bir çərçivə təmin edir.

Daha çox məlumat: Naoki Takata və digərləri, Lazer əlavəsi istehsalı üçün yüksək performanslı davamlı alüminium ərinti seriyasının dizaynı, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-67281-8

Jurnal məlumatları: Nature Communications Naqoya Universiteti tərəfindən təmin edilir