Южноорейские исследователи создают инновационный сплав для космических аппаратов посредством 3D-печати

Впечатляющие результаты испытаний: улучшение прочности и гибкости по сравнению с аналогами на 140%

Группа исследователей из Корейского института материаловедения (KIMS в Южной Корее) разработала высокопроизводительный металлический сплав с помощью 3D-печати, предназначенный для экстремальных условий космоса. Этот сплав, созданный в сотрудничестве с Национальным университетом Кёнсан и POSTECH, способен выдерживать суровые температуры, достигающие -196°C, что делает его перспективным материалом для использования в исследовании космоса и других экстремальных условиях.

Новый сплав основан на базовом материале CoCrFeMnNi, к которому добавлено небольшое количество углерода. Такое сочетание улучшает свойства сплава при очень низких температурах, делая его более прочным и гибким, чем аналогичные материалы. Процесс создания этого сплава включает в себя технологию 3D-печати, известную как лазерная порошковая сплавка (LPBF). Эта техника использует лазер для плавления и сплавления слоёв металлического порошка. Тщательно контролируя содержание углерода, исследователи смогли сформировать крошечные, равномерно распределённые нанокарбиды внутри сплава, которые укрепляют материал.

Источник: KIMS

Результаты испытаний нового сплава впечатляют: он показал 140% улучшение как прочности, так и гибкости по сравнению с аналогичными материалами без углерода. Примечательно, что его способность к растяжению была в два раза выше при криогенных температурах (77 К) по сравнению с комнатной температурой (298 К). Это делает его особенно подходящим для суровых условий космоса, где материалы должны выдерживать экстремальные холода, не разрушаясь.

Прочность сплава при низких температурах также даёт ориентир для проектирования будущих сплавов с использованием 3D-печати. Его способность выдерживать большие нагрузки и выдерживать криогенные условия означает, что его можно использовать для создания более прочных, долговечных деталей для космических аппаратов, таких как инжекторы ракетного топлива и сопла турбин, которые работают в интенсивных условиях. Этот сплав преодолевает типичную слабость многих металлов, изготовленных с помощью 3D-печати, которые часто недостаточно прочны при низких температурах.

Доктор Пак, руководитель проекта, подчеркнул: «Этот прорыв в разработке сплавов поможет нам производить более прочные и долговечные детали для космических аппаратов, расширяя границы возможностей в исследовании космоса».