Головна > прес > Пошук найбільш термостійких речовин, які коли-небудь створювалися: UVA Engineering отримує нагороду DOD MURI за розвиток високотемпературних матеріалів
Докторант Сандамал Вітарамадж (зліва) є частиною команди професора Елізабет Дж. Опіла, яка розробляє нові планетарні та геологічні високотемпературні матеріали в рамках гранту Міністерства оборони Ініціативи багатопрофільних університетських досліджень.
КРЕДИТ |
Анотація:
Найміцніші, жаростійкі матеріали, які будь-коли створювалися, можуть ховатися на виду.
Пошук найбільш термостійких речовин, які коли-небудь виготовлялися: UVA Engineering отримує нагороду DOD MURI за вдосконалення високотемпературних матеріалів
Шарлоттсвіль, Вірджинія | Опубліковано 8 грудня 2023 р
Міністерство оборони США хоче знати, чи мінерали та гірські породи, знайдені на Землі та в космосі, зберігають секрети високотемпературних матеріалів нового покоління. Щоб з’ясувати це, Міністерство оборони виділило 6.25 мільйона доларів через свою Ініціативу багатопрофільних університетських досліджень (MURI) команді з Університету Вірджинії та Університету штату Арізона. Групу очолює Елізабет Дж. Опіла з UVA, професор Роллс-Ройс Співдружності та голова кафедри матеріалознавства та інженерії.
Висококонкурентний MURI фінансує фундаментальні наукові дослідження, які, як сподівається Міністерство оборони, приведуть до проривів у сферах його інтересів завдяки колективним розумінням багатьох дисциплін.
Читання Rocks
«Це час буму для високотемпературних матеріалів через потреби у виробництві енергії, гіперзвуку та нових речах, таких як адитивне виробництво, яке з’являється в цій галузі», — сказав Опіла. «[Люди] досліджують нові композиційні простори, де ви по-різному змішуєте різні елементи. Крім того, ми думаємо про геологічні та планетарні матеріали, що дуже весело».
Мінерали та гірські породи складні порівняно з речовинами, з якими зазвичай працюють вчені, сказав Опіла, і тому потенціал проекту захоплюючий.
«Геологи дійсно зосереджені на тому, як утворилася Земля і де ми можемо знайти ці різні речовини», — сказав Опіла. «Ми хочемо взяти ці знання та застосувати їх у прикладному просторі».
Вибираючи конкретні фізичні властивості, дослідники копіюватимуть використання матір’ю-природою мінерального складу, температури, тиску та швидких змін у цих силах для виготовлення своїх синтетичних матеріалів. Мета полягає в тому, щоб значно розширити та задокументувати для інших засоби та інгредієнти, з яких можуть бути оброблені високотемпературні матеріали, щоб перевершити все, що було створено людьми чи природою.
У пошуках вогнетривких матеріалів
Вирішуючи потреби у все кращих вогнетривких матеріалах — тих, які протистоять ослабленню, плавленню або розкладанню під впливом інтенсивної температури або корозійних умов, Управління досліджень армії закликало надати пропозиції про нові вогнетривкі властивості земних і позаземних матеріалів. Серед кількох цілей команда Opila розроблятиме, вироблятиме, тестуватиме й описуватиме низку нових матеріалів, які мають перевершити поточну кераміку, сплави та покриття, які використовуються в інтенсивно гарячому середовищі, наприклад, реактивний двигун на 3,000 градусів.
Опіла — колишній науковець NASA та інноватор у сфері термо- та корозійностійких матеріалів. Її співробітники — експерти з геології, обчислювального моделювання та матеріалознавства зі Школи інженерії та прикладних наук УВА та шкіл інженерії матерії, транспорту та енергетики АГУ; Молекулярні науки; та дослідження Землі та космосу.
Швидке виявлення
Співголовними дослідниками Opila з Інженерного відділу UVA є Патрік Е. Хопкінс, професор кафедри машинобудування й аерокосмічної інженерії Whitney Stone, а також доцент кафедри матеріалознавства та інженерії Бі-Чен Чжоу.
ExSiTE Lab Хопкінса спеціалізується на лазерних методах вимірювання теплових властивостей. Його лабораторія відіграватиме важливу роль у описі матеріалів, які створить команда.
Чжоу — розробник обчислювального моделювання, відомий тим, що винайшов варіанти методу CALPHAD, щоб розширити його можливості. Він та інший фахівець з обчислювального моделювання, доцент кафедри матеріалознавства та інженерії АСУ Qijun Hong, використовуватимуть свій відповідний досвід, щоб пришвидшити відкриття багатообіцяючих «рецептів» для експериментальних лабораторій, які можна спробувати в обох школах.
Лабораторіями ASU керують Олександра Навроцькі, відомий міждисциплінарний експерт з термодинаміки та директор Центру матеріалів Всесвіту імені Навроцького Айрінга, і Хунву Сю, мінералог і матеріалохімік та професор шкіл молекулярних наук і дослідження Землі та космосу ASU. .
Команди створюватимуть і аналізуватимуть потенційні рецепти — часто обмінюватимуться зразками для тестування, сказала Опіла, в її лабораторії буде сильна спека, тоді як лабораторії ASU застосовують інтенсивний тиск, а також випробування високої температури.
Обрізання купонів
Синтез досліджуваних зразків зазвичай починається з елемента у формі порошку, сказав UVA Ph.D. Студент Pádraigín Stack, який хімічно змінено для ізоляції цільового матеріалу або компонента мішені.
Нова композиція, яка була розведена, нагріта та висушена назад до порошку, потім спікається, процес, який застосовує достатньо тепла та тиску, щоб утворити щільну шайбу матеріалу. Тонкі шматочки шайби, які називаються купонами, забезпечують зразки, які дослідники піддадуть різним випробуванням — наприклад, піддаючи їх дії пари з високими швидкостями в лабораторії Opila або, в ASU, застосовуючи геологічний тиск за допомогою алмазного ковадла.
На додаток до цих традиційних методів синтезу, команда спробує підходи, натхненні планетарними або геологічними явищами, такими як гідротермальний синтез, який відбувається в нагрітій воді при підвищеному тиску. Оскільки вода у великій кількості в гарячих надрах Землі під тиском, гідротермальні процеси пов’язані, наприклад, з утворенням мінералів, що містять рідкоземельні елементи — критичні компоненти для багатьох застосувань відновлюваної енергії.
У лабораторії гідротермальний синтез включає утворення кристалів у розчині на основі гарячої води в закритій посудині таким чином, що молекули газу, що рухаються поверх рідини, створюють високий тиск пари в системі.
Дилема рідкоземельних елементів
Одним із напрямків проекту MURI є використання рідкоземельних елементів. Багато рідкоземельних елементів уже використовуються у звичайних високотемпературних матеріалах, таких як екологічні бар’єрні покриття в авіації та гіперзвукових польотах, а також батареї, світлодіодні пристрої та інші продукти, що користуються дедалі більшим попитом, але за високу ціну. Хоча насправді це не рідкість, відокремлення елементів від ґрунту та каменю вимагає десятків кроків, більшість із яких забруднює навколишнє середовище.
«Усі ці рідкоземельні оксиди, які ми збираємося використовувати, знаходяться в мінералах прямо зараз», — сказав Опіла. «Хтось видобуває їх, а потім має їх усіх розділити. Наприклад, ітербій і лютецій є сусідами в періодичній системі. Вони настільки схожі за хімічним складом, що потрібно 66 кроків із залученням багатьох хімічних речовин, що призводить до неприємних відходів».
Проблема поділу змусила Опілу поставити запитання, яке лежить в основі іншого проекту, над яким вона та її студенти працюють і пов’язаного з MURI: «Що, якщо ви візьмете мінерал, який складається з елементів, які вам потрібні, прямо з землі, але не розділите їх, просто трохи очистіть це і створіть із цього свій матеріал?»
Вони експериментують із ксенотимом, поширеним мінералом, щоб покращити екологічні бар’єрні покриття, або EBC, які захищають деталі реактивних двигунів від таких небезпек, як високошвидкісна пара та пустельний пісок. Проковтнутий пісок може розплавитися в скло та вступити в реакцію з основним сплавом, якщо він проникне в покриття.
«Ми знаємо, що певні мінерали стабільні, тому що ми можемо знайти їх у землі», — сказав Стек. «Ви не знайдете металеве залізо в землі, ви знайдете оксид заліза, тому що оксид заліза є стабільним. Давайте дослідимо, чому щось стабільне, чи має воно інші корисні властивості, і використаємо ці знання, щоб зробити щось краще».
####
Для отримання додаткової інформації натисніть тут
Контакти:
Дженніфер Макманамай
Школа інженерії та прикладних наук Університету Вірджинії
Офіс: 540-241-4002
Авторське право © Школа інженерії та прикладних наук Університету Вірджинії
Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.
Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.
Новини преси |
Новини та інформація
Перший у світі логічний квантовий процесор: ключовий крок до надійних квантових обчислень Грудень 8th, 2023
Команда VUB розробляє революційну технологію нанотіла проти запалення печінки Грудень 8th, 2023
Можливе майбутнє
Перший у світі логічний квантовий процесор: ключовий крок до надійних квантових обчислень Грудень 8th, 2023
Команда VUB розробляє революційну технологію нанотіла проти запалення печінки Грудень 8th, 2023
Відкриття
Тепловий вплив фотонних і електронних чіпів 3D стекування: Дослідники досліджують, як можна мінімізувати теплові втрати 3D інтеграції Грудень 8th, 2023
Презентація: ультразвуковий друк 3D-матеріалів — потенційно всередині тіла Грудень 8th, 2023
Матеріали/Метаматеріали/Магнетоопір
2D-матеріал змінює форму 3D-електроніки для обладнання ШІ Грудень 8th, 2023
Пориста платинова матриця є перспективним новим матеріалом приводу Листопад 17th, 2023
Новий вид магнетизму Листопад 17th, 2023
Сповіщення
2D-матеріал змінює форму 3D-електроніки для обладнання ШІ Грудень 8th, 2023
Команда VUB розробляє революційну технологію нанотіла проти запалення печінки Грудень 8th, 2023
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57427
- : має
- :є
- : ні
- :де
- $UP
- 10
- 17th
- 25
- 27
- 3d
- 66
- 7th
- 8th
- a
- МЕНЮ
- рясний
- точність
- акустичний
- насправді
- доповнення
- добавка
- добавка для виробництва
- просування
- Авіаційно-космічний
- аерокосмічна техніка
- проти
- AI
- ВСІ
- всі
- Сплав
- вже
- змінений
- серед
- an
- аналізувати
- та
- Інший
- НАКОДЛО
- все
- додаток
- застосування
- прикладної
- Застосовувати
- Застосування
- підходи
- ЕСТЬ
- області
- Арізона
- Університет штату Арізона
- армія
- AS
- запитати
- Помічник
- асоційований
- At
- автономний
- авіація
- нагорода
- нагороджений
- назад
- бар'єр
- батареї
- BE
- оскільки
- було
- Краще
- біологія
- Біт
- бум
- обидва
- прорив
- прориви
- приносити
- Приведення
- але
- by
- званий
- CAN
- можливості
- Клітини
- Центр
- певний
- CGI
- Крісло
- чан
- Зміни
- хімікалії
- Чіпси
- очистити
- клацання
- закрито
- співробітники
- Collective
- color
- COM
- приходить
- майбутній
- коментар
- загальний
- співдружність
- порівняний
- конкурентоспроможний
- комплекс
- компонент
- Компоненти
- склад
- обчислювальна
- обчислення
- Умови
- зміст
- внесок
- звичайний
- Коштувати
- може
- створений
- кредит
- критичний
- Поточний
- Грудень
- оборони
- Дель
- доставка
- щільний
- відділ
- департамент оборони
- описувати
- БУДУВАТИ
- дизайн
- розвивати
- розвивається
- розробка
- розвивається
- пристрій
- прилади
- ромб
- різний
- розведений
- Директор
- дисциплін
- відкрити
- відкриття
- Захворювання
- документ
- МО
- Не знаю
- безліч
- різко
- e
- земля
- ефекти
- Electronic
- електроніка
- елемент
- елементи
- піднесений
- Елізабет
- кінець
- енергія
- двигун
- Машинобудування
- досить
- навколишній
- середовищах
- Ефір (ETH)
- НІКОЛИ
- приклад
- обмін
- захоплюючий
- Розширювати
- експериментальний
- експерт
- експертиза
- experts
- дослідження
- дослідити
- Дослідження
- екстремальний
- поле
- фільми
- знайти
- виявлення
- результати
- Перший
- перший раз
- політ
- Сфокусувати
- увагу
- для
- Війська
- примус
- форма
- освіта
- сформований
- Колишній
- знайдений
- від
- веселощі
- фундаментальний
- засоби
- футуристичний
- породжує
- GIF
- скло
- мета
- буде
- надавати
- Земля
- Group
- Мати
- he
- Серце
- її
- Високий
- дуже
- його
- тримати
- Гонконг
- сподівається,
- Хопкінс
- господар
- ГАРЯЧА
- Як
- HTTP
- HTTPS
- Концентратор
- полювання
- if
- Impact
- удосконалювати
- in
- Инк
- все більше і більше
- індивідуальний
- запалення
- інформація
- інгредієнти
- Ініціатива
- Новатор
- всередині
- розуміння
- натхненний
- Інститут
- інструментальний
- інтеграція
- інтерес
- інтер'єр
- в
- дослідити
- Слідчі
- включає в себе
- за участю
- IT
- ЙОГО
- JPG
- просто
- ключ
- Дитина
- Знати
- знання
- відомий
- lab
- Labs
- лазер
- запущений
- вести
- Led
- залишити
- лінзи
- як
- зв'язку
- Рідина
- Печінка
- логічний
- багато
- made
- зробити
- виробництво
- багато
- матеріал
- Матеріали
- Матриця
- Матерія
- засоби
- означав
- вимір
- механічний
- метод
- методика
- мільйона
- мінеральний
- корисні копалини
- міни
- Змішування
- моделювання
- молекулярний
- більше
- найбільш
- мати
- переміщення
- мРНК
- мультидисциплінарний
- множинний
- нанотехнології
- НАСА
- природа
- потреби
- сусіди
- мережу
- Нові
- новини
- наступне покоління
- роман
- Листопад
- зараз
- цілей
- of
- Office
- часто
- on
- or
- Інше
- інші
- з
- Вищі результати
- частина
- частини
- Патрік
- Люди
- періодичний
- PHP
- фізичний
- одноколірний
- платина
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- будь ласка
- можливостей
- пошта
- розміщені
- потенціал
- press
- Прес-реліз
- тиск
- Принстон
- друк
- Проблема
- процес
- оброблена
- процеси
- обробка
- процесор
- Production
- Продукти
- Професор
- проект
- проектів
- обіцянку
- перспективний
- підказок
- властивості
- Пропозиції
- передбачуваний
- захист
- забезпечувати
- Квантовий
- квантові обчислення
- квантова інформація
- питання
- швидко
- РІДНІ
- Реагувати
- насправді
- Рецепти
- запис
- знижує
- пов'язаний
- звільнити
- Релізи
- надійний
- Поновлюваний
- відновлювальна енергія
- Знаменитий
- Вимагається
- дослідження
- дослідник
- Дослідники
- ті
- відповідальний
- в результаті
- повертати
- показувати
- право
- роботи
- міцний
- Rock
- Rolls-Royce
- прогін
- s
- Зазначений
- ПІСНІТЬ
- зберегти
- Школа
- Інженерна школа
- Школи
- наука
- НАУКИ
- науковий
- Наукове дослідження
- вчений
- Вчені
- Пошук
- секрети
- Захищає
- сенс
- Чутливість
- датчик
- окремий
- розділення
- установка
- кілька
- Поділитись
- вона
- Шоу
- зір
- значний
- аналогічний
- одночасно
- з
- Шкіра
- So
- М'який
- грунт
- виключно
- рішення
- що в сім'ї щось
- Простір
- освоєння космосу
- пробіли
- спеціаліст
- спеціалізується
- конкретний
- швидкість
- стабільний
- стек
- укладання
- старт
- починається
- стан
- пар
- Крок
- заходи
- КАМІНЬ
- прямий
- структур
- студент
- Студентам
- Вивчення
- тема
- представляти
- такі
- перевершувати
- синтез
- синтетичний
- система
- таблиця
- Приймати
- приймає
- Мета
- команда
- команди
- техніка
- методи
- Технології
- Технологія
- тест
- Тестування
- Тести
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- потім
- теплової
- Ці
- вони
- речі
- Мислення
- це
- ті
- через
- час
- до
- топ
- Торонто
- до
- традиційний
- перевезення
- намагатися
- ПЕРЕГЛЯД
- типово
- нас
- Міністерство оборони США
- при
- що лежить в основі
- Всесвіт
- університет
- університет Вашингтона
- відімкнути
- us
- використання
- використовуваний
- використовує
- зазвичай
- використовує
- Вакцина
- варіації
- різний
- Судно
- Віргінія
- хотіти
- хоче
- Вашингтон
- Відходи
- вода
- хвиля
- способи
- we
- придатний для носіння
- ДОБРЕ
- який
- в той час як
- чому
- волі
- з
- в
- Work
- робочий
- Yahoo
- ще
- ви
- вашу
- зефірнет
- Цукерберг