Hợp kim titan cứng nhất thế giới tạo bằng công nghệ in 3D
Các nhà khoa học đạt thành tựu mới khi áp dụng công nghệ in 3D cho hợp kim titan, tăng gấp đôi độ bền của vật liệu và mở rộng tiềm năng ứng dụng trong hàng không vũ trụ.
Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) mô tả chi tiết thành tựu trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature hôm 28/2. Nghiên cứu này là kết quả hợp tác giữa nhà khoa học Zhang Zhenjun và Zhang Zhefeng đến từ Phòng thí nghiệm khoa học vật liệu Thẩm Dương thuộc Viện nghiên cứu vật liệu của CAS với Robert Ritchie ở Đại học California, Berkeley. Theo bài báo, ý tưởng nghiên cứu ra đời ở Trung Quốc và mẫu vật vật liệu cũng được tạo ra ở đó. Ritchie tham gia đánh giá quá trình.
Hợp kim titan mới có độ bền mỏi cao kỷ lục. (Ảnh: iStock).
Dù in 3D cách mạng hóa sản xuất, quá trình được sử dụng khá hạn chế trong chế tạo bộ phận đòi hỏi độ chịu mỏi cao. Độ bền mỏi hay sức bền mỏi là khả năng của chi tiết máy chống lại các phá hủy mỏi như tróc rỗ bánh răng, rạn nứt bề mặt.
In 3D kim loại sử dụng laser để làm chảy bột kim loại và xếp lớp thành hình dạng phức tạp trong thời gian ngắn là phương pháp hoàn hảo để sản xuất nhanh linh kiện lớn phức tạp. Tuy nhiên, nhiệt lượng cao sản sinh từ chùm laser mạnh thường dùng trong quá trình in dẫn tới hình thành lỗ khí bên trong bộ phận, ảnh hưởng tới hiệu suất của hợp kim. Những lỗ nhỏ này có thể trở thành nơi tập trung áp lực, dẫn tới rạn nứt sớm, làm giảm thời gian chịu mỏi của vật liệu.
Để giải quyết vấn đề trên, nhóm nghiên cứu quyết định sản xuất hợp kim titan không có lỗ. Họ phát triển một quá trình sử dụng Ti-6Al-4V, hợp kim của titan - nhôm - vanadium, qua đó đạt được độ chịu mỏi cao nhất trong số những hợp kim titan đã biết cho tới nay. Theo Zhang Zhenjun, quá trình bắt đầu với hoạt động ép đẳng nhiệt nóng để loại bỏ lỗ khí, tiếp theo là làm lạnh nhanh trước khi bất kỳ biến đổi nào ở cấu trúc bên trong của hợp kim có thể xảy ra. Quá trình cung cấp hợp kim không lỗ khí với độ bền mỏi khi kéo tăng 106%, từ mức thông thường là 475 MPa lên 978 Mpa, lập kỷ lục thế giới.
Zhang Zhenjun cho biết thành tựu trên hứa hẹn nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp cần vật liệu nhẹ như hàng không vũ trụ và phương tiện sử dụng năng lượng mới. Tính đến nay, vật liệu mới chỉ được sản xuất ở quy mô mẫu vật, có dạng giống quả tạ tay với phần mỏng nhất là 3 mm, quá nhỏ để ứng dụng thực tế. Dù công nghệ mới chỉ ở giai đoạn thử nghiệm, nó rất tiềm năng để sản xuất thiết bị phức tạp.
Theo CAS, nhiều bộ phận hàng không, bao gồm vòi phun trên tên lửa NASA, khung đỡ máy bay chiến đấu J-20 và vòi nhiên liệu trên máy bay C919 của Trung Quốc đều được tạo ra bằng công nghệ in 3D. Với khả năng tăng quy mô trong tương lai, công nghệ mới sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn.
Bất ngờ với tục lệ ngủ tập thể ở châu Âu thế kỷ 19
Cho đến giữa thế kỷ XIX, ở châu Âu, việc ngủ chung giường với người khác, thậm chí là người lạ, thường được coi là chuyện bình thường và phổ biến.
Điều gì thực sự đã xảy ra vào ngày Vương Quốc Anh quét sạch một hòn đảo?
Sau Thế Chiến II, Anh chiếm đảo Heligoland, một lãnh thổ của Đức nằm ở biển Baltic.
Top 7 hiệu ứng tâm lý não bộ vẫn “đánh lừa” chúng ta mỗi ngày mà bản thân rất khó nhận ra
Sẽ luôn có lúc bạn nói lỡ lời, thiếu tập trung hay nhớ nhầm. Chúng đều có thể xuất phát từ một hiện tượng tâm lý mặc định của não bộ.
Những ghi chép về loài rồng "có thật" trong lịch sử
Rồng là linh vật trong truyền thuyệt được coi là sản phẩm trong trí tưởng tượng của loài người. Tuy nhiên có rất nhiều câu chuyện, truyền thuyết huyền bí đã ghi nhận sự xuất hiện của loài sinh vật to lớn, biết bay,biết khạc ra lửa này.
Top 8 sự thật ngẫu nhiên về vạn vật xung quanh chúng ta, tưởng quen thuộc lắm nhưng 90% chẳng hề hay biết
Dù bạn ở lứa tuổi nào, thế giới này vẫn chưa bao giờ làm bạn hết ngạc nhiên bởi những sự thật thú vị.
Tốn 2 tấn giấy lập bản thiết kế, chuyên gia xây đường sắt trên sa mạc "tử thần" ra sao?
Để thiết kế và xây dựng tuyến đường sắt qua sa mạc cát dịch chuyển lớn thứ 2 trên thế giới là một thử thách không hề đơn giản đối với các chuyên gia.
