Výzkumníci v Číně vyvíjejí pro letecký průmysl hliníkovou slitinu odolnou vůči ultravysokým teplotám

Datum 09.06.2024

Foto: NASA/Unsplash (po úpravě)

V odvětvích, jako je letectví a doprava obecně, se používají především materiály, které jsou lehké, pevné, odolné proti korozi a hlavně tepelně odolné při vysokých rychlostech. Vysoká tepelná odolnost je nutností především v letecké dopravě v nadzvukových rychlostech.

Právě na to se zaměřili výzkumníci na univerzitě v Tchien-ťinu a představili průlomovou hliníkovou slitinu zpevněnou disperzí oxidů, která rozšiřuje rozsah provozních teplot z 350 na 500 stupňů Celsia. Tato inovace řeší dlouholetý problém s používáním hliníkových slitin v prostředí s teplotou vyšší než 400 stupňů Celsia. Výsledky týmu s názvem Tepelně odolné hliníkové slitiny zpevněné superdisperzí oxidů byly publikovány v prestižním časopise Nature Materials.

Výzkumný tým pod vedením profesora He Chunniana z Fakulty materiálových věd a inženýrství Tianjinské univerzity se s touto překážkou vypořádal tak, že do hliníkové slitiny zavedl nanočástice oxidů o vysoké hustotě, ultrajemné velikosti a rovnoměrně rozptýlené, čímž úspěšně zvýšil její odolnost vůči vysokým teplotám. Jejich inovativní přístup k přípravě materiálu řešil přetrvávající problém disperze nanočástic a proměnil teoretické ideály v hmatatelné výsledky. Výsledkem bylo, že nově vytvořená hliníková slitina vykázala pozoruhodnou pevnost v tahu přesahující 200 megapascalů při 500 stupních Celsia, čímž více než šestinásobně překonala tradiční hliníkové slitiny a dosáhla výrazného zvýšení vysokoteplotní stability v rozsahu několika řádů, píše se ve zprávě univerzity.

Po zveřejnění výzkumu nabídl profesor Alexis Deschamps, uznávaný mezinárodní odborník na kovové materiály z Université Grenoble Alpes ve Francii, obsáhlý komentář a hlubokou analýzu týkající se významu a potenciálních důsledků této studie. Uvedl, že tento materiál „vykazuje skutečně vynikající vlastnosti, …, při 500 ℃ zůstává slitina MgO/Al na pevnosti v tahu 200 MPa a mimo jiné také poukázal na to, že tento vývoj otevírá pole pro použití hliníkových slitin v prostředí s vysokými teplotami, kde by mohly při nižší hmotnosti konkurovat některým titanovým slitinám.

Podle jeho slov je tento nový postup jednoduchý, nákladově efektivní a snadno se používá ve výrobě. Poznamenal, že tým spolupracuje s významnými průmyslovými lídry a výzkumnými institucemi, aby posunul vývoj žáruvzdorných hliníkových slitin přizpůsobených pro letecké motory a kritické letecké komponenty, a očekává, že materiál bude v blízké budoucnosti uveden do průmyslového využití.