GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Алуминиеви сплави със здравината на стомана и нови по-ефективни термоелектрици

September 11, 2010


Учени от North Carolina State University са създали алуминиеви сплави, които имат здравината на стоманата. Използването на леки и здрави материали е от изключителна важност за постигане на по-големи икономии на гориво от автомобили и самолети.

Yuntian Zhu, професор по материалознание в NC State, казва че наноструктурата на новите сплави ги прави безпрецедентно здрави, като в същото време те са достатъчно пластични, така че да понасят различни видове стрес, без да се разрушават. Те съдържат уникални „зърна“ – миниатюрни кристали с размери до 100 нанометра, които са причина за изключителната им здравина и ковкост. Колкото по-дребни са тези зърна, толкова по-голяма е здравината на материала.

Техниката на създаване на тези наноструктури може да се ползва при различни видове метали, казва професор Zhu. Неговият екип работи с магнезий – метал, по-лек и от алуминия. Заедно с Министерство на отбраната целта е да се изработват магнезиеви брони за войниците, които да бъдат изключително леки и здрави.

Междувременно международен научно-изследователски екип, с участието на University of Michigan и Tyndall National Institute от Ирландия съобщи, че е създаден и потвърден модел, обясняващ поведението на един друг клас уникални сплави – т.нар. mismatched alloys – сбор от елементи, които не се смесват по естествен път и чрез използване на традиционните техники.

Този вид сплави на несмесващи се помежду си елементи имат доста необичайни свойства. Добавянето на минимални количества от някой елемент променя драматично оптичните и електрическите свойства на сплавта.

Така например една подобна сплав на галий, арсенид и нитрид, с добавка на азот, демонстрира способност да конвертира инфрачервената част от спектъра в електричество. Използваните до момента материали за производството на фотоволтаични клетки не можеха да конвертират тази част от спектъра.

Учените използват уникална техника (molecular beam epitaxy), за да смесят азотните атоми с останалите елементи на сплавта. Тази техника представлява изпаряване на чистите елементи и смесването им във вакуумна среда.

Учените измерили способността на сплавта да конвертира топлината в електричество, като също така искали да установят дали азотните атоми в количество 10 части на милион са включени като единични атоми, или са формирали азотни клъстери. Потвърдило се формирането на клъстери, което в много по-голяма степен позволява да се обяснят необичайните свойства на този вид сплави.

„Ако се научим да контролираме формирането на тези клъстери, ще можем да създадем материали, които са много по-ефективни в преобразуване на светлината и топлината в електричество“ – казва професор Goldman от Мичиганския университет – „Това означава че подобни високоефективни термоелектрици ще са практически приложими в генерирането на електричество от отпадната топлина да кажем на автомобилните двигатели или електроцентралите“.

По материали от: spacemart и   solardaily

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: нанотехнологии, Нови материали

  1. Ангел
    17 Nov 10
    2:16 pm

    Алуминиеви сплави по-здрави от стоманата има още от времето на втората световна война. Германците са открили че ако пресоват дуралуминиевите детаили под много високо налягане, обема им намалява, а здравината им нараства многократно. Наблюдавах една съвременна демонстрация на здравината на подобен алуминий. Демонстратора у дари един алуминиев блок с кирка. И кирката и алуминиевия блок отхвръкнаха доста при удъра, но върху алуминия имаше само една малка драскотина в последствие. Проблема на тази технология обаче е че е скъпа и енергоемка. Дано описания в статията сплавен с наночастици алуминий да има по-голям потенциал за ежедневен материал, а да не се окаже годен само за космически кораби и изтребители заради цената си, както е положението с пресования дуралуминий днес.

  2. Tonchev
    17 Nov 10
    5:56 pm

    Термоелектричеството е голям резерв за енергетиката, не само в типичния случай с фотоволтаиците, където засега най-напред на пазара са Фърст солар. Не е технически проблем термо и фотоелектричеството да работят в синергична система, но такива няма на масовия пазар. За да имаме високи гости от Москва, например.

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>