211service.com
Nanotillverkning gör stål 10 gånger starkare
En billig ny process kan öka styrkan hos metaller som stål med så mycket som 10 gånger och göra dem mycket mer motståndskraftiga mot korrosion. Om de modifierade metallerna klarar fälttester kan den nya processen fortsätta att göra att broar och annan infrastruktur håller mycket längre; det skulle också kunna göra bilar lättare och därför mer bränslesnåla.
Röret som visas här har behandlats med Modumetals process.
Den Seattle-baserade startup som utvecklade processen, Modum metall , kommersialiserar det delvis med samarbete med oljebolagen Chevron, Conoco-Philips och Hess.
Delar tillverkade med hjälp av tekniken testas nu i oljefält. En del olja innehåller mycket frätande kemikalier som vätesulfid som snabbt skadar produktionsutrustning. Den nya tekniken kan få dessa delar att hålla mycket längre och därmed sänka kostnaderna för att leta efter okonventionella oljekällor. Det kan bara vara den första av ett stort antal applikationer.
Framstegen bygger på det faktum att kontroll av metallers struktur på nanoskala kan ge dessa material nya egenskaper. Detta har varit möjligt under en tid, men det har varit svårt att göra pålitligt och ekonomiskt med stora metallbitar. Modumetal har utvecklat en process som ger den exakt kontroll över strukturen hos metaller, och som gör att den kan tillverka delar som är meter långa. VD Christina Lomasney säger att processen kostar detsamma som konventionella metallbehandlingar som galvanisering.
Modumetal använder en avancerad form av elektroplätering, en process som redan används för att göra den kromplätering du kan se på motorn och avgasrören på en motorcykel. Galvanisering innebär att en metalldel sänks ned i ett kemiskt bad som innehåller olika metalljoner och sedan applicerar en elektrisk ström för att få dessa joner att bilda en metallbeläggning.
Företaget använder ett bad som innehåller mer än en sorts metalljon och styr hur joner avsätts genom att variera den elektriska strömmen. Genom att ändra strömmen vid exakta ögonblick kan den skapa en skiktad struktur, där varje lager är flera nanometer tjockt och har olika sammansättning. Den slutliga beläggningen kan vara upp till en centimeter tjock och kan kraftigt förändra originalmaterialets egenskaper.
david lashmore , en professor i materialvetenskap vid University of New Hampshire som har utfört arbete i området, säger att nanokonstruerade lager kan göra ett material starkare genom att stoppa sprickor från att röra sig genom det.
Lashmore säger att att få processen att fungera i stor skala kräver en detaljerad förståelse av den inblandade fysiken och kemin för att producera exakt rätt legeringar. Modumetals arbete är verkligen imponerande, säger han.
Modumetal ökar sin produktionskapacitet vid sin fabrik i Snohomish County, Washington. Företagets kostnadsanspråk har ännu inte bevisats i storskalig produktion, och innan materialen kan användas i stor utsträckning måste standardiseringsorganen utveckla tester för att säkerställa deras prestanda.