本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。
俄亥俄州立大学的研究人员发现了一种提高涡轮发动机性能的方法,包括用于运输和发电的涡轮发动机。
在他们发表于《自然通讯》的新文章中,这些科学家提出了一种新技术,可以显著减少这些涡轮机中使用的一类高温合金中的微观缺陷。该研究项目的负责人、材料科学与工程教授迈克尔·米尔斯表示,这些减少可以提高涡轮发动机的整体性能,降低燃油消耗并减少排放。
这项新技术被称为“相变强化”,它涉及到调整合金的成分,以防止合金内形成微观缺陷(称为“纳米孪晶”)。根据这篇新论文的第一作者蒂莫西·史密斯博士的说法:
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“当合金中钛、钽和铌的含量增加,而钴和铬的含量减少时,我们实际上可以加强故障周围的区域,并防止故障扩大成纳米孪晶。”
通过使用这种方法,史密斯和他的同事能够将“纳米孪晶”缺陷的形成减少一半。反过来,这些合金可以在更高的温度和压力下使用而不会变形。
史密斯在俄亥俄州立大学攻读博士学位期间完成了这项研究,现在在美国宇航局格伦研究中心担任研究材料工程师。他的合作者包括 CEMAS 副主任罗伯特·威廉姆斯;材料科学与工程教授沃尔夫冈·温德尔;俄亥俄州杰出学者和材料科学与工程教授哈米什·弗雷泽;以及俄亥俄州立大学的博士生布莱恩·埃塞尔和尼古拉斯·安托林;FEI/赛默飞世尔科技的安娜·卡尔森;以及通用电气的安德鲁·韦斯曼。
参考文献:Smith, T. M., Esser, B. D., Antolin, N., Carlsson, A., Williams, R. E. A., Wessman, A., Hanlon, T., Fraser, H. L., Windl, W., McComb, D. W. 和 Mills, M. J. (2016) ‘高温合金的相变强化’,《自然通讯》。作者,7,第 13434 页。可在以下网址获取:http://dx.doi.org/10.1038/ncomms13434。