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.
Khoa học chứng minh: Tung đồng xu không bao giờ có tỷ lệ chính xác 50/50
Các nhà khoa học đã vận dụng một lý thuyết cũ để chứng minh rằng không hề có tỷ lệ 50/50 tuyệt đối khi tung đồng xu.
Dùng radar quét Nam Cực, thấy "lò phóng xạ" lớn gấp đôi London: Chuyên gia cảnh báo luôn!
Để giải mã những bí ẩn tại Nam Cực - khu vực thách thức nhất trên hành tinh của chúng ta - cần có sự hợp tác quốc tế sâu rộng.
Ao có nước lâu ngày sẽ có cá? Không ai thả tại sao cá lại có trong ao, chúng từ đâu ra?
Khi kênh ao khô nứt được đổ đầy nước vào thì không bao lâu nữa người ta lại thấy cá nhỏ ở trong đó, dù không ai thả cá vào, vậy cá nhỏ trong ao từ đâu ra?
Bí ẩn bức họa "Bữa tiệc cuối cùng"
Chuyên gia tin học chỉ ra rằng đằng sau bức "Bữa tiệc cuối cùng" còn có hai hình ảnh khác: Hình ảnh Chúa đang chúc phúc lành và hình ảnh một đứa trẻ nhờ hình phản chiếu của bức tranh trong
Ngược đời ở Nhật Bản: Người nghèo ở nhà đất, người giàu chọn ở chung cư, lý giải quá bất ngờ
Ở đất nước Nhật Bản, giá của một căn hộ chung cư tại thành thị có thể đắt hơn nhiều một căn nhà mặt đất rộng rãi ở ngoại ô.
Xoáy nước là gì? Xoáy nước xuất hiện như thế nào?
Nước sông đang chảy xiết, khi tới trụ cầu thì bị cản, nên phải lùi lại sau. Nhưng phía sau lại là dòng nước đang cuồn cuộn chảy tới, kéo nó chảy theo.
