Hợp kim mới của NASA - GRX-810 - có độ bền gấp 1000 lần so với những hợp kim hiện đại nhất mà cơ quan hàng không vũ trụ này từng chế tạo ra. GRX-810 dĩ nhiên sẽ được sử dụng trong ngành hàng không và thám hiểm không gian, có khả năng chịu được những điều kiện vô cùng khắc nghiệt khi phóng tàu con thoi cũng như sự lạnh giá ngoài khoảng không vũ trụ. GRX-810 có thể được phân loại vào nhóm hợp kim phân tán oxit tăng cường (ODS - oxide dispersion strengthened), chịu được điều kiện khắc nghiệt hơn trước khi đạt đến điểm đứt gãy.
NASA tạo ra GRX-810 bằng cách kết hợp mô hình nhiệt động lực học (thermodynamic modeling) và in 3D. Trước đây, để tạo ra 1 loại vật liệu mới, NASA phải trải qua quá trình thử - sai (trial-and-error) rất mất thời gian (nhiều năm trời) để tìm ra 1 loại vật liệu phù hợp. Và ngày nay, mô hình hóa vật liệu (material modeling - bằng cách sử dụng mô hình và tính toán bằng máy tính) cùng in 3D (giúp phân tán đồng đều các oxit kích thước nano trong toàn bộ hợp kim) giúp NASA nhanh chóng xác định thành phần cần thiết để tạo ra hợp kim mới, chỉ sau 30 lần mô phỏng đã có kết quả chính xác. Quy trình mới không chỉ hiệu quả và tiết kiệm chi phí mà còn sạch hơn so với các phương pháp thông thường.
Dale Hopkins - phó giám đốc dự án Công nghệ và Công cụ Biến đổi (Transformation Tools and Technologies) tại NASA cho biết: “Những việc từng mất nhiều năm qua quá trình thử - sai giờ đây chỉ cần vài tuần hoặc vài tháng để đạt được mục tiêu.”
GRX-810 có khả năng chịu được nhiệt độ lên đến 1093 độ C, bền hơn gấp 1000 lần ở mức nhiệt cao. Hợp kim này có tính dễ uốn, độ linh hoạt gấp 3.5 lần để kéo căng hay uốn cong trước khi bị gãy, độ bền chống đứt gãy gấp đôi. Dale cũng cho biết rằng các hợp kim trước đây khi được gia tăng về độ bền kéo căng sẽ buộc phải chấp nhận giảm về khả năng kéo dài và uốn cong, vì vậy GRX-810 rất đáng chú ý khi dung hòa được cả 2 đặc điểm quan trọng trên.
Sự ra đời của GRX-810 mang lại ý nghĩa lớn cho các chuyến bay vũ trụ bền vững hơn trong tương lai. Khi hợp kim này được sử dụng trong động cơ phản lực, đặc tính siêu bền và chịu nhiệt độ cao giúp giảm tiêu hao nhiên liệu và cả chi phí vận hành, bảo dưỡng. GRX-810 cũng mở ra cánh cửa mới cho các nhà thiết kế động cơ ngày càng linh hoạt hơn nhờ vật liệu nhẹ và cải tiến lớn về hiệu suất.
Trong ảnh là turbine engine combustor (chế hòa khí fuel-air mixer) sử dụng hợp kim GRX-810 và được in 3D tại NASA Glenn.
NASA tạo ra GRX-810 bằng cách kết hợp mô hình nhiệt động lực học (thermodynamic modeling) và in 3D. Trước đây, để tạo ra 1 loại vật liệu mới, NASA phải trải qua quá trình thử - sai (trial-and-error) rất mất thời gian (nhiều năm trời) để tìm ra 1 loại vật liệu phù hợp. Và ngày nay, mô hình hóa vật liệu (material modeling - bằng cách sử dụng mô hình và tính toán bằng máy tính) cùng in 3D (giúp phân tán đồng đều các oxit kích thước nano trong toàn bộ hợp kim) giúp NASA nhanh chóng xác định thành phần cần thiết để tạo ra hợp kim mới, chỉ sau 30 lần mô phỏng đã có kết quả chính xác. Quy trình mới không chỉ hiệu quả và tiết kiệm chi phí mà còn sạch hơn so với các phương pháp thông thường.
Dale Hopkins - phó giám đốc dự án Công nghệ và Công cụ Biến đổi (Transformation Tools and Technologies) tại NASA cho biết: “Những việc từng mất nhiều năm qua quá trình thử - sai giờ đây chỉ cần vài tuần hoặc vài tháng để đạt được mục tiêu.”
GRX-810 có khả năng chịu được nhiệt độ lên đến 1093 độ C, bền hơn gấp 1000 lần ở mức nhiệt cao. Hợp kim này có tính dễ uốn, độ linh hoạt gấp 3.5 lần để kéo căng hay uốn cong trước khi bị gãy, độ bền chống đứt gãy gấp đôi. Dale cũng cho biết rằng các hợp kim trước đây khi được gia tăng về độ bền kéo căng sẽ buộc phải chấp nhận giảm về khả năng kéo dài và uốn cong, vì vậy GRX-810 rất đáng chú ý khi dung hòa được cả 2 đặc điểm quan trọng trên.
Sự ra đời của GRX-810 mang lại ý nghĩa lớn cho các chuyến bay vũ trụ bền vững hơn trong tương lai. Khi hợp kim này được sử dụng trong động cơ phản lực, đặc tính siêu bền và chịu nhiệt độ cao giúp giảm tiêu hao nhiên liệu và cả chi phí vận hành, bảo dưỡng. GRX-810 cũng mở ra cánh cửa mới cho các nhà thiết kế động cơ ngày càng linh hoạt hơn nhờ vật liệu nhẹ và cải tiến lớn về hiệu suất.
Trong ảnh là turbine engine combustor (chế hòa khí fuel-air mixer) sử dụng hợp kim GRX-810 và được in 3D tại NASA Glenn.