搜索热:程玉欣 GB 223
扫一扫 加微信
首页 > 新闻资讯 > 企业新闻 > 消息正文
首页 > 新闻资讯 > 企业新闻 > 消息正文
“顽固的”通用电气公司科学家创造了新的节能材料
发布:shadow   时间:2015/6/5 12:44:18   阅读:2171 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter
材料与测试:通用电气首席科学家Krishan Luthra在纽约尼什卡纳的通用电气全球研究中心,爱迪生办公桌前的照片。Luthra开发的新型陶瓷正帮助该公司吸引大量的飞机发动机订单。
通用电气首席科学家Krishan Luthra在纽约尼什卡纳的通用电气全球研究中心,爱迪生办公桌前的照片。
Luthra开发的新型陶瓷正帮助该公司吸引大量的飞机发动机订单。
 
在接近30年的时间里,Krishan Luthra在通用电气研究实验室进行着希望渺茫的努力,为了创造出一种新型的,几乎没有消费者会明白和使用的陶瓷。

现在,这种不起眼的材料,因其质量轻、强度高,可以承受极端温度,正用来建造喷气发动机的躯壳,并且由于它减少了重量以及能让引擎在更高温下运行,确保了在未来几十年可以节省数十亿加仑的燃料。

到目前为止,该材料已经从那些想要缩减巨大燃油开支的航空公司那里,帮助通用电气赢得价值1000亿美元的喷气发动机订单。将来它有望用于电厂和其他设备。

Luthra说:“这是一种梦寐以求的材料。”他花费职业生涯的大部分时间都在梦想着得到它。

这种材料是一种坚硬,且能够耐高温的陶瓷,就像2500年来人们一直在制造的陶瓷。但这种陶瓷是一种复杂的复合物,它很轻,然而韧度却像金属一般。因为没有人想在35000英尺的高空中飞机的发动机像花瓶一样碎掉。

成功只是在一段令人饱经折磨的旅途之后才到来:不断波动变化的研究经费和种种失望,时不时动摇着Luthra的希望。

“有些时候,我不确定如何继续进行我的工作,”Luthra承认。“但我想我太固执。我认为这是正确的道路。”

通用电气是为数不多的几个继续运行大型工业实验室的巨型公司,成千上万的科学家致力于基础研究和高风险的项目。有时,却能够产生像Luthra这样的发明。

美国能源部提供了一些早期的资金帮助,希望这些材料可用于电厂。美国宇航局(NASA)想要把它们用在超音速飞机上。美国军方希望它们可以用于一种新的战斗机。现在,这些努力不但完全收获了成功,而且还提供了足够的资金推动了通用电气航空部门进行了更多的研究和开发,并最终使该材料商业化。

目前,衬于喷气发动机里最热部分的金属——高温合金的重量大约为铅的70%。而且工程师们不能提高燃烧温度,因为合金会融化。今天的引擎已经使用了复杂的冷却机制,即通过转移空气而冷却,另外这也被用来推动飞机。而陶瓷基复合材料可以承受的温度比这些金属高出20%,重量只是金属的三分之一。

“它所能做到的,其它材料无法与之相比,”Gregory Morscher说,他是一个陶瓷复合材料专家以及阿克伦大学机械工程系的教授。

这些陶瓷复合材料的理论品质一直是众所周知的,但Luthra想让它们成为现实,并把它们付诸使用。

早在1994年,Luthra就瞄准了他想到的基体——涂覆有方格形陶瓷的纤维。但是几年后,他才用最好的材料和最好的方法把它们联系在一起。

带来这步飞跃的是一种日本开发的新型碳化硅纤维。但是,用陶瓷涂覆仅有人类头发八分之一粗细的纤维是极其困难的。

“如果你没有做好,你得到的只是像一个瓷器那样的陶瓷,如果你做得正确,你会得到具有金属特性的陶瓷” Luthra说。

他使用化学气相沉积反应器将涂层应用于单根纤维,但由于没有人使这些设备商业化,通用电气不得不自己制造了三个这样的设备。

然后纤维浸入高聚物中,以使其形成方格状。接下来,就像所有陶瓷材料那样,将材料烧制上去。聚合物燃烧后留下了一个高强度、质量轻的方格,并被液体硅包覆,最终形成一个固体结构。

通用电气为引擎而设计的这种材料称为 LEAP,在不久的将来,它将使用在空客320 neo和波音737 MAX上。通用电气正通过一个称为CFM国际公司的合资企业制造引擎。CFM的主要竞争力,是正在尝试使用一种新型的喷气发动机来获取类似的节油效果,这种喷气发动机使用一种从未被使用过的齿轮系统。

到目前为止,客户似乎正不断选择这种更简单、更轻的LEAP。它正赢得约75%的飞机市场,CFM已经接到了价值1000亿美元的8000个订单。

“这让我们做到了我们从未做到过的事情,”Gareth Richards说,他负责管理通用电气航空部门的LEAP项目。

通用电气认为,到2020年,随着更多的组件由这种材料制造,发动机的推力可增加25%,油耗可改善10%——这是技术所带来的非凡效益,一项技术提升一个百分点就可以是一个巨大的进步。它也几乎肯定会用于燃气电厂以及可能会用在核反应堆。

但是,Luthra仍然不觉得他的工作已经完成。他想改善这种复合材料,以使它能够承受更高的温度,并且他想说服通用电气的更多部门使用该材料。

“我不想停止,”他说。“我要达到更高水平。”



译自seattletimes
来源:材料与测试
译者:天使之翼

凡本网注明"来源:材料与测试"的所有作品,版权均属于材料与测试网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式用于商业用途。如仅以传播信息为目的转载、摘编,请注明"来源:材料与测试网"。违者本网将追究相关法律责任。
相关信息
   标题 相关频次
 自动无损检测航空发动机中焊接缺陷的新方法——热成像法
 3
 C919成功首飞,为何发动机用国外的还说是国产大飞机
 2
 NASA正在研发可提高发动机寿命和效率的先进陶瓷涂层
 2
 澳学者3D打印飞机发动机 欲将其商业化
 2
 俄科学家宣称已研发耐3000度高温的陶瓷材料 可用于下一代发动机
 2
 飞机发动机推进系统的非接触式传感器监测技术
 2
 高温红外陶瓷涂料涂层让炉窑节能更进一步
 2
 航空陶瓷基复合材料的疲劳测试和蠕变测试
 2
 歼20学不了F22矢量喷管,缺高性能钛合金和陶瓷
 2
 马航MH370碎片已“浮出”水面,我们离真相还远吗?——探究飞机结构和零部件的安全检测
 2
 美国空军基地维修中队平时是这样进行无损检测的
 2
 美国空军研究实验室开发出一种涡轮发动机低成本检测方法
 2
 美国谢尔曼医院的神奇空气防护层:能有效阻止有害气体和湿气
 2
 生物基绝缘材料可能成为建筑行业的秘密武器
 2
 声波检测——超声波检测的兄弟来啦!
 2
 声子,出来吧!小电压改变关键材料的传导率
 2
 突破2700°F瓶颈,新一代陶瓷基复合材料及涂层测温技术助力打造新型发动机
 2
 无损检测技术的发展正悄然推动着航空维修的进步
 2
 喜讯:中国航空发动机集团公司即将成立!
 2
 先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势
 2
 小小叶片,带动中国创新引擎腾飞
 2
 新材料:能够大幅削减用于生产塑料的能源
 2
 新技术:利用碳纳米管薄膜直接加热加工复合材料
 2
  “网状的碳”是更快DNA测序的关键
 1
  “微梳理”有效提高碳纳米管性质
 1
  2015年新色谱柱及配件大盘点之超临界流体色谱法
 1
  3D打印在人体器官应用中的重大突破
 1
  MoS2纳米“三明治”提升充电电池性能
 1
  干货:铸件中六大常见缺陷的产生原因及防治方法
 1
  这位从乐清农村走出的学霸成了“钛”空专家
 1
 ?材料的静电设计:一种全新的方法
 1
 ?对于碳的多事之秋,这是一种革命性的新材料——一种人人都用的起的超级过滤器
 1
 ?海水中管道腐蚀介绍
 1
 ?重要埋地管道腐蚀防护研讨会 赞助及商业合作机会
 1
 “白色石墨烯”可大幅提升陶瓷材料性能
 1
 “狗鼻子”探测器:让警犬面临下岗
 1
 “国六标准”来了致使“汽油质量牌照”投放量锐减,液态石油中硫含量应声降低
 1
 “金属材料在线检测技术和检测设备”专题报道重磅推出
 1
 “康师傅”陷馊水油中遭“灭顶” 食品安全民生大计勿忽视
 1
 “世界上最薄的镜子”有望助人探测宏观世界量子现象
 1
 “太空制造”来了!中科院验证微重力制造技术
 1
 《腐蚀与防护》特别推出:缓蚀剂专题报道 ——报道生产更安全、更高效缓蚀剂的创新性行为
 1
 《机械工程材料》“电子陶瓷材料制备及应用进展”专题征稿启事
 1
 《理化检验-物理分册》带你去看Olympus BX53M/BXFM工业正置显微镜发布会
 1
 【解析】3D打印技术在传统陶瓷领域的应用进展
 1
 【项目征集】新材料&节能环保专场|2017中国科技创业计划大赛暨天使中国科技创新大赛(上海站)
 1
 1+1=2?超声波设备+探头的组合性能如何测?
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之反相色谱法
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之辅助设备
 1
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道