Новый сплав поможет снизить вес самолета
Исследования, проведенные Европейским космическим агентством (ЕКА) , привели к внедрению в самолетостроение сплава титана и алюминия, который имеет свойства, аналогичные свойствам сплавов никеля, но весит в два раза меньше. Исследование было проведено проектом IMPRESS, которым управляет ЕКА. Проект совместно финансируется Европейской комиссией.
IMPRESS ,общеевропейский Междисциплинарный научно-исследовательский проект в прикладном материаловедении, состоит из 40 исследовательских групп и компаний. Его основной целью является установление связи между обработкой материала, его структурой, и свойствами новых передовых интерметаллических материалов. Изучаются процессы получения интерметаллидов, их структурой на микро- и наноуровнях, и механическими и физико-химическими свойствами конечного продукта. Программа нацелена на создание технологии для изготовления лопаток авиатурбин, электродов для водородных топливных элементов.
Уже давно известно, что сплавы на базе алюминида титана предлагают большие весовые преимущества перед никелевыми сплавами, используемыми сегодня в обычных реактивных двигателях. Ученые подсчитали, что в ближайшие восемь лет будет произведено более чем миллион реактивных турбинных лопастей. Использование алюминида титана может уменьшить их вес на 45% по сравнению с традиционными материалами. А для авиакомпаний сокращение веса на 1% позволяет сэкономить до 1,5% топлива.
В процессе опыта изучалось, как изменения в гравитации влияет на поведение металлов при их кристаллизации. Команда специалистов поместила образцы алюминиевых сплавов в небольшую печь ракеты. После того, как ракета была запущена из г.Кируна, Швеция, в течение шести минут свободного падения, образцы были нагреты до более чем 700C . Затем во время охлаждения сплавы изучались с помощью рентгеновских лучей.
После получения результатов, исследовательская группа решила изучить степень плавления и затвердевания металлов при различных условиях гипергравитации. Для этого они использовали большую центрифугу ЕКА которая находится в Европейском центре космических исследований и технологий. Опыт состоял в том, чтобы создать нагрузку до 20 g. Это позволило убедиться что жидкий металл мог заполнить каждую часть формы, создавая совершенный литейный сплав, даже при работе с деталями сложной формы. Результатом был совершенный литейный сплав, который может выдержать температуру до 800C.
