KIT 的革命性合金：航空的未来是耐热！

KIT 的革命性合金：航空的未来是耐热！

卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 的一个研究团队开发了一种新型难熔金属合金，该合金在极端温度下的应用中具有良好的性能。这种合金由铬、钼和硅组成，在室温下具有延展性，并在高达 2000 摄氏度左右的温度下保持稳定。抗氧化性也是这类新型材料的突出性能之一。这一发现发表在科学杂志上 自然 的出版，标志着基础研究的重要进展。耐高温材料对于飞机发动机、燃气轮机和 X 射线机的应用尤为重要。

以前的难熔金属在室温下很脆，在 600 至 700 摄氏度之间会氧化。目前使用的镍高温合金最多只能承受 1,100 摄氏度的温度波动。另一方面，KIT 的新型合金可以制造温度高于 1,100 摄氏度的部件，从而提高涡轮机的工作温度，从而减少约 5% 的燃料消耗。这一发展不仅在技术上具有相关性，而且还有助于减少航空和固定式燃气轮机的二氧化碳排放。

挑战和改进潜力

尽管高温合金取得了进步，但仍然存在需要克服的挑战。一个关键问题是抗氧化性，特别是在 600 °C 至 800 °C 的温度下，存在“虫害”风险。然而，在 1,000 °C 以上时，会形成硼硅酸盐保护层，防止材料氧化。对难熔金属基 Mo-Si-B 合金的研究表明，它们是镍基高温合金的有前途的替代品，特别是在满足航空航天工业对机械性能和抗氧化性的要求时，例如 萨克森-安哈特州研究中心 决定。

为了进一步提高这些新型合金的性能，需要进行全面的开发和优化工艺。这包括建立以机械合金化为基础的粉末冶金制造路线。目前的项目重点是开发具有适当涂层的Mo-40V-9Si-8B材料，以验证这些材料的机械性能和抗氧化性。

前景

该研究的另一个目标是开发能够承受极端条件的金属合金，包括高温、高压和腐蚀性介质。应考虑具有优越物理和机械性能的铬基合金。使用迷宫式蜂窝密封件在转子和定子之间进行密封也是一种最大限度地减少气流泄漏并提高飞机涡轮机效率的方法，这反过来又有助于减少二氧化碳排放，例如 拜罗伊特金属大学 描述。

总体而言，这些新型难熔金属合金的开发代表了一项重大进步，对工业和环境都有影响。从长远来看，这些材料可以在航空航天和其他存在高温和苛刻条件的行业中发挥至关重要的作用。