Zwiększanie wydajności łopat turbin
Silniki turbinowe to wyjątkowo wydajne urządzenia do konwersji energii, używane zarówno w lotnictwie, jak i w produkcji energii. Turbina wytwarza energię w sposób ciągły poprzez zastosowanie szybkiego przepływu wody, gazu, powietrza, pary lub cieczy, wprawiającego w ruch obrotowy koło lub wirnik. Ogólnie im wyższa jest temperatura pracy, tym więcej energii można uzyskać z paliwa. Superstopy niklu są idealnym tworzywem na łopaty turbin, jednak wyższe temperatury powodują powstawanie podczas produkcji większej liczby wad na powierzchni łopat turbin pewnego rodzaju. Te wady to ciągi kryształów ułożonych w niewłaściwym kierunku, które powodują, że w pewnych miejscach mogą powstawać drobne pęknięcia lub inne defekty obniżające jakość łopat. W ramach projektu "Exploring the three-dimensional nanoscale space around defects in Ni-based superalloys for aircraft applications employing atom-probe tomography" (LEAP TOMOGRAPHY) naukowcy zajęli się badaniami nad krystalografią, kształtami oraz składem chemicznym superstopów. Przebadali cztery różne obszary zainteresowań związanych z superstopami i po raz pierwszy udało się zidentyfikować i skwantyfikować 11 związanych z nimi pierwiastków, w tym nikiel, glin, chrom, kobalt i tantal. Za pomocą metod obliczeniowych przeprowadzono symulacje przenoszenia ciepła i ustalono, że różnice w gęstości w poszczególnych miejscach powodowały powstawanie wad. Wyniki projektu wspomogą pracowników branży lotniczej w przewidywaniu i kontrolowaniu powstawania wad w superstopach niklu. To z kolei powinno pomóc w zwiększeniu wydajności silników turbinowych, a tym samym w oszczędzaniu energii oraz obniżaniu kosztów produkcji.
