Fysiikan ja tekniikan tiedekunnan jatko-opiskelija Nikolai Kakhidze on ehdottanut timantti- tai alumiinioksidinanopartikkelien käyttöä kalliiden skandiumien vaihtoehtona alumiiniseosten karkaisemiseen. Uusi materiaali maksaa neljä kertaa vähemmän kuin skandiumia sisältävä analogi, ja sen fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet ovat melko lähellä toisiaan.
Tällä hetkellä monet laivanrakennusyritykset pyrkivät korvaamaan raskaan teräksen kevyillä ja ultrakevyillä materiaaleilla. Kantavuuden lisäämisen lisäksi tätä voidaan hyödyntää polttoaineenkulutuksen vähentämisessä, ilmakehään joutuvien haitallisten päästöjen vähentämisessä, aluksen liikkuvuuden lisäämisessä ja lastin toimituksen nopeuttamisessa. Myös kuljetus- ja ilmailualan yritykset ovat kiinnostuneita uusista materiaaleista.
Skandiumilla modifioiduista alumiinimatriisikomposiittimateriaaleista tuli hyvä korvike. Skandiumin korkean hinnan vuoksi edullisempaa modifiointiainetta etsitään kuitenkin aktiivisesti. Nikolai Kakhidze ehdotti skandiumin korvaamista timantti- tai alumiinioksidinanopartikkeleilla. Hänen tehtävänään on kehittää menetelmä nanojauheiden oikeaksi lisäämiseksi metallisulaan.
Kun nanopartikkelit johdetaan suoraan sulaan, ne agglomeroituvat agglomeraateiksi, hapettuvat eivätkä kostu, ja ne muodostavat huokosia ympärilleen. Tämän seurauksena kovettuvien hiukkasten sijaan saadaan ei-toivottuja epäpuhtauksia. Tomskin valtionyliopiston korkeaenergisten ja erikoismateriaalien laboratoriossa Sergei Vorozhtsov on jo kehittänyt tieteellisiä ja teknologisia lähestymistapoja alumiinin ja magnesiumin dispergoituun kovetukseen, jotka varmistavat tulenkestävien nanopartikkelien oikean lisäämisen sulaan ja poistavat kostuvuus- ja vaahdotusongelmat.
– Kollegoideni kehityksen pohjalta projektissani ehdotetaan seuraavaa ratkaisua: nanojauheet hajotetaan (jaetaan tasaisesti) mikrokokoiseen alumiinijauheeseen useiden teknologisten toimenpiteiden avulla. Tämän jälkeen tästä seoksesta syntetisoidaan ligatuuri, joka on riittävän teknologinen ja kätevä teolliseen käyttöön teollisessa mittakaavassa. Kun ligatuuri lisätään sulaan, ulkoisia kenttiä käsitellään nanopartikkelien tasaiseksi jakamiseksi ja kostuvuuden lisäämiseksi entisestään. Nanopartikkelien oikeanlainen lisääminen voi parantaa alkuperäisen seoksen fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia, – Nikolai Kakhidze selittää työnsä ydintä.
Nikolai Kakhidze aikoo vastaanottaa ensimmäiset kokeelliset erät ligatuureja nanopartikkeleilla niiden myöhempää lisäämistä varten sulaan vuoden 2020 loppuun mennessä. Vuonna 2021 on tarkoitus hankkia koevalukappaleita ja suojata immateriaalioikeuksia.
Tietokannan uusin versio asettaa uudet standardit toistettavissa olevalle tutkimukselle ja tarjoaa luotettavan lähestymistavan…
HiLyte 3:n perustajat (Jonathan Firorentini, Briac Barthes ja David Lambelet)© Murielle Gerber / 2020 EPFL…
Max Planck -instituutin ornitologian lehdistötiedote. Pesimäalueelle saapuminen ajoissa on ratkaisevan tärkeää…
Julkaisun aika: 04.07.2022