电机,驱动器

格兰特博士致力于设计耐超高温度合金

德克萨斯A&M大学的一个研究小组正在研究一类金属,称为难熔高熵合金(RHEAS),它可以承受更高的工作温度。

由Dharmesh帕特尔 2020年12月26日
礼貌:Bob Vavra, CFE媒体

用于飞机和发电的发动机的一个重要部件是燃气轮机。如果这些机器的材料能够承受恶劣的环境,比如高温,那么它们的效率可以大大提高。这些高性能、未来派的涡轮机不仅有可能造福航空和电力行业,还可能降低消费者的能源成本。

由德克萨斯州德克萨斯州德克萨斯州大学材料科学与工程系教授领导的团队已收到120万美元,以调查一类叫做难治性高熵合金(RHEAS)的金属,可以承受更高的操作温度。To develop such ultrahigh temperature-resistant materials, particularly those that can tolerate 1,300 C or at 1,800 C with coatings, the U.S. Department of Energy recently awarded $16 million to 17 projects as a part of Phase 1 of the Advanced Research Projects Agency-Energy’s (ARPA-E) Ultrahigh Temperature Impervious Materials Advancing Turbine Efficiency (ULTIMATE) program.

“找到一个‘打印’耐火材料,使下一代高效燃气涡轮机非常科学和技术挑战,要求我们在德州农工大学和布朗大学我们的合作伙伴,橡树岭国家实验室,艾姆斯实验室和Thermo-Calc, Inc .,推动科学技术的极限。我们很高兴能承担这个项目。”Arróyave说。

Arroyave项目”,分批的改进减少了设计空间利用整体优化技术(网),“旨在确定承诺美洲鸵合金的化学利用一个跨学科的方法,结合基于物理建模、机器学习和人工智能,以及高通量合成和表征平台集成。

Arróyave表示,这项研究有潜力发现合金可以承受极端环境,保持与保护涂层的兼容性,并可以3D打印,以制造燃气涡轮机的定制部件。所有这些改进都可以在发电和运输方面显著节省能源。

“我们社会面临的一个主要挑战是如何用更少的钱做更多的事。减少化石燃料的消耗,同时维持甚至增加我们的能源资源,并扩大我们的安全、更快和更方便的航空旅行选择,如果我们要维持我们的经济和保持我们的环境健康,是必不可少的。”Arróyave说。

美国能源部在其新闻稿中表示,第一阶段将由终极团队通过建模和实验室规模的基本性能测试,演示概念验证合金成分、涂层和制造工艺。在第一阶段结束时,将审查和评估各小组的调查结果,以获得更多的资金。在第二阶段,将向选定的团队提供多达1400万美元的额外资金。

Arróyave表示:“我相信ULTIMATE只是一个广泛的技术开发项目的开始,它还有很大的进一步发展的机会。”“在能源、民用航空和国防领域,找到能够承受日益严峻的操作条件的材料是当务之急,而事实是,在极端条件下材料科学的大部分工作仍有待完成。”未来的几年我们将非常激动人心。”

-编辑Chris Vavra,副主编,控制工程, CFE媒体与技术,cvavra@cfemedia.com


Dharmesh帕特尔
作者生物:达哈米什·帕特尔,德克萨斯农工大学