Undersøgelse af atomstruktur af aluminiumslegeringer til fremstilling af moderne fly

Forskere fra Belgorod State University (BSU) og Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) studerede aluminiumslegeringer på atomniveau og fandt mønstre, der vil hjælpe med at forbedre deres struktur. Resultaterne vil være nyttige til udvikling af nye legeringer til moderne fly.

Ifølge Marat Gazizov, seniorforsker ved BSU Laboratory of Mechanical Properties of Nanostructured and Heat-Resistant Materials, fokuserede undersøgelsen på Al-Cu-Mg-Ag-systemet, der bruges til vingen og flykroppens hud. De aluminiumslegeringer, der anvendes i flystrukturer, har et væld af fordele, såsom lav vægt og modstandsdygtighed over for slid og brud ved forhøjede temperaturer, samt cykliske belastninger og stødbelastninger.

"Aluminium kombineres med kobber (Cu), magnesium (Mg), sølv (Ag) og nogle andre grundstoffer for at opnå de ønskede egenskaber. Denne proces kaldet legering kan markant øge styrken af ​​det materiale, der behandles med specifikke termiske eller termomekaniske metoder." Marat Gazizov forklarer.

Al-Cu-Mg-Ag-legering hjælper med at opnå legeringer med høj varmebestandighed, men ifølge projektlederen er udviklingen af ​​legeringens struktur og mekaniske egenskaber i forskellige termiske eller termomekaniske behandlingstilstande og driftsbetingelser stadig ikke godt forstået, hvilket forklarer valg af emne for denne undersøgelse.

Marat Gazizov tilføjer, at legeringerne bruges som et strukturelt materiale til dele og samlinger udsat for forhøjede temperaturer, hvilket kræver en unik kombination af styrke, brudsejhed og høj modstandsdygtighed over for udmattelsesrevnevækst.

"I disse dage ses computersimulering ikke længere som en 'tryllestav' og bruges almindeligvis til at studere effekter på atomniveau. Mens vi eksperimenterede med den varmebestandige aluminiumslegering, der indeholder meget små mængder kobber, magnesium og sølv, observerede vi dannelse af dispergerede partikler med en tykkelse på kun få nanometer, hvilket gør legeringen meget stærkere på trods af deres lille størrelse Desuden viste partiklerne sig at være sammenhængende og passe godt ind i aluminiumsmatrixen, som brikker af et puslespil, dog med en lille smule forvrængninger i deres atomare struktur. Vi fandt også ud af, at partiklernes struktur og derfor den varmebehandlede legerings mekaniske adfærd ændrer sig i overensstemmelse med et bestemt mønster," bemærker Anton Boev, en forsker ved Skoltech.

Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Materials Characterization , øger forståelsen af ​​de unikke mekaniske egenskaber og struktur af aluminiumslegeringer. Kombinationen af ​​mekaniske egenskaber opnået af holdet vil hjælpe med at forlænge levetiden af ​​flystrukturer lavet af disse materialer. + Udforsk yderligere

Brug af kunstig intelligens til at forudsige nye materialer med ønskede egenskaber