RUBi uus professor: materjaliteadus lennundusele!

RUBi uus professor: materjaliteadus lennundusele!

Prof dr Alexander Kauffmann on töötanud Ruhri ülikooli Bochumi mehaanikateaduskonna materjaliteaduse õppetoolis alates 1. maist 2025. Tema uurimistöö keskendub materjalide täiustamisele, mis peavad vastu pidama ekstreemsetele tingimustele, eriti lennunduses.

Kauffmann töötas varem Karlsruhe Tehnoloogiainstituudis (KIT), kus ta uuris metallilisi ja intermetallilisi materjale, millel on paranenud tugevus kõrgel temperatuuril ja suurenenud roomamiskindlus. Tema töö hõlmas ka materjalide käitumist absoluutse nulli lähedasel temperatuuril. Ta kasutas materjali omaduste optimeerimiseks ristskaala iseloomustus- ja simulatsioonimeetodeid.

Suure jõudlusega materjalide uurimine

Ruhri ülikoolis Bochumis jätkab Kauffmann sujuvalt oma varasemaid uuringuid. Tähelepanu pööratakse eriti kõrge töötemperatuuri jaoks mõeldud supersulamitele, mis on vajalikud kaasaegsetes lennukimootorites, nagu Hewlett-Packardi F119 mootor või SNECMA M88-2. Need mootorid kasutavad tipptasemel materjale ja tehnoloogiaid, mis tagavad tõhusa jõudluse äärmuslikel temperatuuridel.

Üle 50% tänapäevaste mootorite materjalist koosneb kõrgtemperatuursetest sulamitest, nagu Nimonic80 või Inconel, mida täiustatakse tootmisprotsesside, näiteks vaakumsulatustehnoloogia abil. Kauffmanni eesmärk on suurendada energia muundamise süsteemide efektiivsust, eriti seoses lennukite turbiinidega. Siin keskendutakse ka materjalide sobivusele vesinikku ja vett sisaldavasse atmosfääri ning taaskasutatavusele.

Tehnoloogilised väljakutsed ja arengud

Teine oluline aspekt Kauffmanni uurimistöös on materjalide vastupidavus termomehaanilistele pingetsüklitele, näiteks neile, mis esinevad reservelektrijaamades. Endiselt plaanib ta välja töötada kujumälumaterjale ja meditsiinitehnoloogia materjale. Need tehnoloogiad võivad edendada ka uuenduslike materjalide rakendamist muudes valdkondades.

Kauffmann rõhutab, et Ruhri ülikoolil Bochumil on oluline materjaliteaduse uurimiskeskkond. Materjalide sünteesi, töötlemise ja iseloomustamise tihe seos selles asutuses võimaldab tal saavutada oma ambitsioonikad eesmärgid.

Uuenduslikud materjalid on kosmosetööstuses üliolulised. Uute intermetalliliste ühendite väljatöötamine peaks näiteks suurendama eritugevust ja soojusjuhtivust, parandades samal ajal oksüdatsiooni- ja korrosioonikindlust. Titaan-alumiiniumühendid, mida kasutatakse temperatuuril kuni 982 °C, näitavad paljutõotavaid tulemusi.

Ekstreemsete nõuete ja kaalu säästmise vajaduse kombinatsioon toob kaasa ka keraamiliste ja süsinikupõhiste maatriksitega komposiitmaterjalide kasutamise. Need materjalid ei paku mitte ainult kõrget temperatuurikindlust, vaid ka kergust, mis on tänapäevaste mootorite jaoks hädavajalik.

Kauffmanni akadeemiline karjäär on sama muljetavaldav kui tema teadustöö. Ta õppis materjaliteadust Dresdeni tehnikaülikoolis ja töötas enne uuele ametikohale asumist mitmes mainekas asutuses teaduri assistendina. Lennundustööstus ei sea mitte ainult kõrgeid nõudmisi materjalidele, vaid on ka tehnoloogiliste uuenduste käivitaja, mille uurimist Kauffmann ja tema kolleegid jätkavad.

Ruhri ülikool Bochumis ja Masin MFG tõsta esile materjaliuuringute kriitilist rolli lennunduses ja rõhutada, kuidas Kauffmanni töö võib aidata täita tööstuse tulevasi vajadusi.