A och M University legering
A och M University legering (Foto: Texas A&M University Newswire)

Minnemetall

Materialet kan gjøre det billigere å fly: – Vi har skrapt litt på overflaten til noe som kan åpne for en helt ny teknikk

  • Industri

Ved Texas A&M University mener man at man er på sporet av «en ny klasse av smarte materialer». Oppdagelsen kan få jetmotorer til å bli mindre tørste. For å skape materialet har forskerne kombinert to brennaktuelle teknikkområder – minnemetall og høyentropi-legeringer.

Minnemetall er legeringer som kan endre form ved temperaturendringer, og forskerne vil benytte løsningen for å minske avstanden mellom turbinbladene og skroget rundt dem. En jetmotor er mest effektiv når avstanden er minst mulig, men for å ta hensyn til avvikende forhold må det legges inn en margin.

Med minnemetall skal jetmotoren kunne holde den perfekte avstanden hele tiden og dermed yte optimalt under alle forhold. Dette vil kunne gi en reduksjon i drivstofforbruket. Forskerne tror også at minnemetall kan bidra til å senke motorstøyen ved å justere størrelsen på dysen; den konisk utformede utblåsningen.

Tåler inntil 700 grader

Et eksempel på minnemetall er Nitinol, som er en dyr metallegering av nikkel og titan. Det har den egenskapen at det deformeres ved lavere temperaturer og deretter gjeninntar sin opprinnelige form ved oppvarming.

Men SMA (smart memory alloy) kan også kombinere kobber, aluminium og nikkel — eller sink, kobber og gull.

Problemet for forskerne i Texas var at de økonomisk brukbare minnemetallene som var tilgjengelige, bare kunne takle temperaturer opp til 400 grader Celsius. Gull og platina kan gjøre legeringer mer varmebestandige, men grunnstoffene ble avskrevet på grunn av den høye prisen.

I stedet gransket forskerne høyentropi-legeringer, og de fant et fysisk og økonomisk brukbart alternativ ved å blande nikkel, titan, hafnium, zirkon og palladium.

– Da vi blandet disse stoffene i like store deler, oppdaget vi at materialet vi fikk fram, tålte temperaturer som lå godt over 500 grader Celsius, og ett fungerte ved 700 grader Celsius. Og dette var uten gull eller platina. Det var også uventet i og med at litteraturen mener noe helt annet, sier Ibrahim Karaman, som leder arbeidet ved A&M Universitys Department of Materials Science and Engineering til R&D Magazine.

– Vi har bare skrapt overflaten

Høyentropi-legeringer er aktuelt stoff også i Sverige. Akkurat nå jobber den svenske verktøyfabrikken Sandvik Coromant sammen med Kungliga Tekniska högskolan (KTH) for å finne en erstatning for skadelige bindemetaller, som kobolt, innen stålproduksjon. Ved hjelp av kvantemekanikk har forskerne studert høyentropi-legeringer ned på atomnivå.

På samme måte må forskerne ved A&M University nå få en forståelse for hvordan deres egne legeringer fungerer.

– Det som begeistrer meg, er at vi bare har skrapt litt på overflaten til noe nytt som ikke bare kan åpne for et helt nytt forskningsområde, men også åpner for ny teknikk, sier Ibrahim Karaman.

Denne saken ble først publisert på nyteknik.se

Kommentarer (4)

Kommentarer (4)