Andrew IMS viu algo estranho enquanto assistia seu microscópio eletrônico. Ele estava examinando um novo poupador de alumínio em escala nuclear, procurando sua chave de energia, quando percebeu que os átomos estavam organizados em um padrão muito incomum. “Quando comecei a ficar empolgado”, disse um engenheiro de pesquisa de instrumentos IAMS, “porque pensei que poderia estar olhando para uma casicristal”.
Ele não apenas encontrou os casicritos neste poço de alumínio, ele e seu Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) descobriram que esses quaschristais também o fortaleceram. Eles revelaram sua pesquisa ALOO e Journal CompostoO
A mistura formada sob as condições extremas da impressão 3D de metal é uma nova maneira de criar peças de metal. Este alumínio na escala nuclear permitirá peças impressas em 3D, como material de aeronave, trocador de acertos e nova divisão de chassi de carro. Ele também abrirá as portas da pesquisa sobre novos alumínio que usam o Casicrictits for Energy.
Quais são os quasicristais?
Os casicristais são como cristais normais, mas com algumas diferenças importantes.
Qualquer resistente com átomos ou moléculas em esquemas tradicionais de padrões repetidos de cristal. O sal de mesa é um cristal comum, por exemplo. Os átomos de sal se conectam à criação de cubos e os cubos microscópicos produzem cubos grandes que são grandes o suficiente para os olhos vazios.
Existem apenas 230 maneiras possíveis de formar padrões de cristal repetidos para átomos. Os casicristais não se encaixam em nenhum deles. Sua forma única permite que eles criem um padrão que preencha o espaço, mas nunca repete.
Dan Sechottman, cientista do Instituto de Tecnologia da Technion-Israel, descobriu os quase-histais enquanto estava no NIST na década de NIST. Naquela época, muitos cientistas pensavam que sua pesquisa estava com defeito porque os novos cristais que ele encontrou não eram possíveis sob as regras normais dos cristais. No entanto, por pesquisa advertida, Shechtman provou que existia esse novo tipo de cristal, que revolucionou a ciência científica do cristalino e ganhou o Prêmio Nobel de Química no dia 21.
Trabalhando no mesmo edifício que Shechtman, várias décadas depois, Andrew IMS encontrou seus próprios casicrites em alumínio impresso em 3D.
Como funciona a impressão 3D do Metal?
Existem algumas maneiras diferentes de metal com estampa 3D, mas o mais comum é chamado de “fusão de leito em pó”. Ele age assim: o pó metálico se espalhou uniformemente para uma camada fina. Então um laser forte acompanha o pó, ele se derrete. Depois que a primeira camada terminar, o pó está espalhado acima de uma nova camada e o processo é repetido. Uma vez uma camada, o laser derrete o pó em uma forma apertada.
A impressão 3D cria uma forma que é impossível com qualquer outra abordagem. Por exemplo, em 2015, a GE projetou o bico de combustível para motores de aeronaves que só podem ser feitos com a impressão 3D metálica. O novo bico foi uma grande melhoria. Seu tamanho complexo saiu da impressora como uma única parte leve. Por outro lado, a versão anterior teve que ser combinada de 20 peças separadas e era 25% pesado. Hoje, a GE imprimiu vários milhares desse bico de combustível, que mostra que a impressão 3D metálica pode ter sucesso comercial.
Uma das limitações da impressão 3D metálica é que ela funciona apenas com alguns punhados de metálico. “É quase impossível imprimir o alumínio de alta potência”, diz Fan Jang, co-autorista do jornal. “Eles tendem a desenvolver rachaduras, o que os torna utilizáveis”.
Por que é difícil imprimir alumínio?
O alumínio geral derrete à temperatura de cerca de 700 ° C. Os lasers de impressora 3D devem aumentar a temperatura muito mais alta, muito maior: pontos de ebulição do passado, 2.470 ° C. Ele altera muitas propriedades do metal, especialmente o alumínio é aquecido e frio mais rápido que outros metais.
Em 2017, uma equipe de laboratórios da HRL localizada na Califórnia e a UC Santa Barbara descobriu uma liga de alumínio de alta potência que poderia ser impressa em 3D. Eles descobriram que as peças impressas em 3D que foram adicionadas ao pó de alumínio impedem a rachadura, causando um eixo forte.
Os pesquisadores do NIST começaram a entender esse novo eixo de alumínio-galerocônio impresso em 3D disponível em uma escala nuclear. Jang disse: “Para acreditar nesse novo metal o suficiente para usar elementos críticos como aeronaves militares, precisamos entender como nossos átomos se encaixam”, disse Jang.
A equipe do NIST queria saber o que esse metal tornava tão forte. Uma parte do norte, foi provada, eram casicristais.
Como os quasicristais fortalecem o alumínio?
No metal, os cristais perfeitos são fracos. Os sinais regulares de cristais perfeitos facilitam a volta do Atom. Curva de metal, expanda ou quebre quando acontecer. Os casicristais quebram o padrão regular de cristais de alumínio, fortalecendo assim os defeitos fortalece o metal.
A ciência de medir a parte de trás de uma identificação casicristal
Quando os IAMs olharam para os cristais exatamente do ângulo reto, ele descobriu que eles tinham uma simetria de rotação cinco vezes. Isso significa que existem cinco maneiras de girar o cristal em torno de um eixo para que ele pareça o mesmo.
O IMS disse: “Cinco vezes a simetria é muito rara que”, mas não podemos nos explicar completamente até que a medida seja adequadamente.
“Agora temos essa pesquisa, acho que ela abrirá uma nova abordagem para o Aloe Design”, disse Jang. “Mostramos que os casicristais podem fortalecer o alumínio. Agora, as pessoas podem tentar fazer com que seus futuros estão deliberadamente”.
