고온에서 매우 우수한 기계적 성질을 지닌 3D 프린팅 합금

(This turbine engine combustor (fuel-air mixer) was 3D-printed at NASA Glenn and is one example of a challenging component that can benefit from applying the new GRX-810 alloys. Credits: NASA)

나사 연구팀이 고온에서 매우 우수한 기계적 성질을 지닌 새로운 합금을 개발했습니다. ODS (oxide dispersion strengthened) 합금은 정교한 열역학 모델링을 통해 사전에 계산한 후 3D 프린터로 나노스케일 산화물 (nanoscale oxides)을 넣는 방식으로 제조합니다.

현재의 내열 합금 소재는 여러 번 시도와 실패 끝에 수주에서 수개월 후에나 최적화된 디자인을 찾아냅니다. 반면 연구팀이 개발한 GRX-810 합금 소재는 30번의 정교한 열역학 모델링 (thermodynamic modeling)을 이용해 30회 시뮬레이션만으로 이런 과정을 거친 기존의 합금보다 고온에서 더 우수한 성능을 지니고 있습니다.

연구팀에 따르면 GRX-810는 1,093 °C의 고온에서 균열에 견디는 강성이 2배 강하고 길어지거나 균열 없는 유연성의 반감기가 3.5배 정도 깁니다. 그리고 1000회 이상의 고온 스트레스 환경에서 견딜 수 있습니다.

연구팀은 이 합금 소재가 제트 엔진 내열성 소재나 로켓 엔진 소재로 가능성이 높다고 보고 연구를 계속 진행하고 있습니다.

참고

https://www.nasa.gov/feature/glenn/2022/nasa-s-new-material-built-to-withstand-extreme-conditions

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