Νέος καθηγητής στο RUB: επιστήμη υλικών για την αεροπορία!

Νέος καθηγητής στο RUB: επιστήμη υλικών για την αεροπορία!

Ο καθηγητής Δρ. Alexander Kauffmann εργάζεται στην Έδρα Επιστήμης Υλικών στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο του Ρουρ του Μπόχουμ από την 1η Μαΐου 2025. Η έρευνά του επικεντρώνεται στη βελτίωση υλικών που πρέπει να αντέχουν σε ακραίες συνθήκες, ιδιαίτερα στην αεροπορική βιομηχανία.

Ο Κάουφμαν εργάστηκε στο παρελθόν στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT), όπου ερεύνησε μεταλλικά και διαμεταλλικά υλικά με βελτιωμένη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αυξημένη αντίσταση ερπυσμού. Το έργο του περιελάμβανε επίσης τη συμπεριφορά των υλικών σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Χρησιμοποίησε μεθόδους χαρακτηρισμού και προσομοίωσης διασταυρούμενης κλίμακας για να βελτιστοποιήσει τις ιδιότητες του υλικού.

Έρευνα για υλικά υψηλής απόδοσης

Στο Πανεπιστήμιο του Ρουρ στο Μπόχουμ, ο Κάουφμαν θα συνεχίσει απρόσκοπτα την προηγούμενη έρευνά του. Η εστίαση είναι ιδιαίτερα στα υπερκράματα για υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας, τα οποία είναι απαραίτητα σε σύγχρονους κινητήρες αεροσκαφών όπως ο κινητήρας F119 της Hewlett-Packard ή ο M88-2 της SNECMA. Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούν υλικά και τεχνολογίες αιχμής που εξασφαλίζουν αποτελεσματική απόδοση σε ακραίες θερμοκρασίες.

Πάνω από το 50% του υλικού στους σύγχρονους κινητήρες αποτελείται από κράματα υψηλής θερμοκρασίας όπως το Nimonic80 ή το Inconel, τα οποία βελτιώνονται μέσω διαδικασιών κατασκευής όπως η τεχνολογία τήξης υπό κενό. Στόχος του Kauffmann είναι να αυξήσει την απόδοση των συστημάτων μετατροπής ενέργειας, ιδιαίτερα σε σχέση με τους στρόβιλους αεροσκαφών. Η εστίαση εδώ είναι επίσης στην καταλληλότητα των υλικών για ατμόσφαιρες που περιέχουν υδρογόνο και νερό, καθώς και στην ανακυκλωσιμότητα τους.

Τεχνολογικές προκλήσεις και εξελίξεις

Μια άλλη σημαντική πτυχή της έρευνας του Kauffmann είναι η αντίσταση των υλικών σε κύκλους θερμομηχανικής καταπόνησης, όπως αυτοί που εμφανίζονται σε εφεδρικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Εξακολουθεί να σχεδιάζει να αναπτύξει υλικά μνήμης σχήματος και υλικά για ιατρική τεχνολογία. Αυτές οι τεχνολογίες θα μπορούσαν επίσης να προωθήσουν την εφαρμογή καινοτόμων υλικών σε άλλους τομείς.

Ο Κάουφμαν τονίζει ότι το Πανεπιστήμιο του Ρουρ στο Μπόχουμ έχει ένα σημαντικό ερευνητικό περιβάλλον στην επιστήμη των υλικών. Η στενή σύνδεση μεταξύ σύνθεσης, επεξεργασίας και χαρακτηρισμού υλικών σε αυτό το ίδρυμα θα του επιτρέψει να επιτύχει τους φιλόδοξους στόχους του.

Τα καινοτόμα υλικά είναι ζωτικής σημασίας στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Η ανάπτυξη νέων διαμεταλλικών ενώσεων θα πρέπει, για παράδειγμα, να αυξήσει την ειδική αντοχή και τη θερμική αγωγιμότητα, ενώ θα βελτιώσει την αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση. Οι ενώσεις τιτανίου-αλουμινίου που χρησιμοποιούνται σε θερμοκρασίες έως και 982 °C παρουσιάζουν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα.

Ο συνδυασμός ακραίων απαιτήσεων και η ανάγκη εξοικονόμησης βάρους οδηγεί επίσης στη χρήση σύνθετων υλικών με κεραμικές μήτρες και μήτρες με βάση τον άνθρακα. Αυτά τα υλικά όχι μόνο προσφέρουν αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά και ελαφρότητα, κάτι που είναι απαραίτητο για τους σύγχρονους κινητήρες.

Η ακαδημαϊκή καριέρα του Κάουφμαν είναι εξίσου εντυπωσιακή με την έρευνά του. Σπούδασε επιστήμη υλικών στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δρέσδης και εργάστηκε ως βοηθός ερευνητής σε πολλά αναγνωρισμένα ιδρύματα πριν αναλάβει το νέο του ρόλο στο Πανεπιστήμιο του Ρουρ. Η αεροδιαστημική βιομηχανία όχι μόνο θέτει υψηλές απαιτήσεις σε υλικά, αλλά είναι επίσης μοχλός τεχνολογικών καινοτομιών, τις οποίες ο Κάουφμαν και οι συνεργάτες του θα συνεχίσουν να ερευνούν.

Πανεπιστήμιο του Ρουρ στο Μπόχουμ και Μηχανή MFG επισημάνετε τον κρίσιμο ρόλο που διαδραματίζει η έρευνα υλικών στην αεροπορία και υπογραμμίστε πώς το έργο του Kauffmann μπορεί να βοηθήσει στην κάλυψη των επερχόμενων αναγκών της βιομηχανίας.