Очистка стали с помощью инжекционной проволоки из кальция – польза, которую металл приносит уже сегодня. При этом кальций – еще и металл будущего.

Он поможет бороться с глобальным потеплением.

1️⃣ С помощью минералов с большим содержанием силиката кальция изъятые из атмосферы парниковые газы можно будет отправлять на захоронение.

Опыты показывают, что минералы вроде волластонита превращаются в карбонат кальция под действием углекислого газа, поданном при большом давлении. По такому принципу можно закачивать газ в природные хранилища для его естественной минерализации.

2️⃣ Углекислый газ можно возвращать в производство с помощью оксида кальция, который охотно вступает с ним в реакцию. Получится карбонат кальция, его можно очистить и, например, добавить в шихту при выплавке чугуна.

Все это технологии будущего, которые пока только отрабатывают в лабораториях.

Узнайте больше о производстве кальция в металлургическом подкасте 🖥

#ТВЭЛ_промо
@tvel_live

Каким должен быть порошок для 3D-печати?

Он состоит из преимущественно сферических гранул величиной 10–140 микрон. Порошок включает мелкие и крупные гранулы в определенном соотношении. Это называется гранулометрическим составом и влияет на текучесть порошка. Состав варьируется в зависимости от типа технологии и принципа подачи порошка.

Текучесть проверяют с помощью прибора Холла. Он выглядит как воронка с калиброванным отверстием. Если фракция слишком мелкая, то порошок не будет течь через отверстие в воронке. А значит, проблемы возникнут и во время нанесения порошка на стол построения.

Еще при выборе размера гранул учитывают тип аддитивной технологии. Для традиционного селективного лазерного спекания используется менее крупный порошок, чем для прямого лазерного выращивания.

Смотрите, как происходит 3D-печать, по ссылке 🖥

#ТВЭЛ_промо #ВПереговорке
@tvel_live

Интерес к литию не утихает уже больше 100 лет, ведь этот металл имеет большое значение с момента своего открытия.

1817
Швед Август Арфведсон, ученик Берцелиуса, определил новый элемент, исследуя алюмосиликат, и назвал его греческим словом «камень» – литос.

1818
Англичанин Гэмфри Дэви выделил первый металлический литий электролизом его карбоната.

1854
Немец Роберт Бунзен и англичанин Август Матиссен получили большие партии лития электролизом его хлорида, причем сделали это независимо друг от друга.

1879
Немец Отто Скотт предложил добавлять соли лития в шихту для плавки стекла, чтобы снизить температуру плавления и увеличить его прочность. Глазурь на основе этого стекла очень прочная, при этом имеет низкий коэффициент теплового расширения.

1886
Американец Мартин Холл вместе со своей сестрой Джулией выяснил, что фторид лития понижает температуру плавления шихты. Этим пользуются до сих пор.

1923
Литий начали массово применять в промышленности. В это время стали производить банметалл (свинцовый сплав для ж/д подшипников) и обнаружили, что десятая доля процента лития в сплаве делает свинец намного прочнее.

1940-е
Выяснилось, что стеарат лития – хороший теплостойкий загуститель для смазки. Этим начали активно пользоваться авиаторы.

2019
Джон Гуденаф, Стэнли Уиттингем и Акиру Есино получили Нобелевскую премию за разработку литийионных аккумуляторов.

Больше интересного про литий – в литиевом подкасте 🖥

#ТВЭЛ_промо #Спецхимия
@tvel_live

Важны не только изделия из титана, но и сплавы этого металла.

❓ Какие из них самые перспективные?

Например, алюминиды титана: Ti₃Al и TiAl.

Они прочные, жесткие, устойчивые к коррозии, не деформируются под воздействием постоянной нагрузки.

И жаропрочные:
• титановые сплавы выдерживают 530°С;
• Ti₃Al – 730°С;
• TiAl – 900°С.

То есть этот показатель почти такой же, как у никелевых сверхсплавов. При этом титан в два раза легче никеля.

Эксперименты показали, что клапаны двигателей, выполненные не из стали, а из алюминида титана, позволяют увеличить число оборотов с 6000 до 6900 в минуту и повысить мощность на 8%.

❓ Почему тогда алюминиды титана не наводнили мир?

Дело не только в стоимости этих сплавов.

Проблема в том, что при комнатной температуре пластичность у них 1–3%. А чтобы обращаться с материалом как с металлом, а не стеклом, она должна достигать 5%. Сегодня эти сплавы используют в качестве упрочняющей фазы жаропрочных материалов.

Хотите побывать на титановом производстве? Тогда скорее смотрите металлургический подкаст 🖥

#ТВЭЛ_промо
@tvel_live

Удивляет не только цирконий, но и его соединения. Взять хотя бы бромид циркония.

Это керамика, которая становится прочнее при повышении температуры и выдерживает даже больше 2000°C. Так происходит обычно с жаропрочными никелевыми сверхсплавами, но не с керамикой: при нагревании прочность, как правило, снижается.

Новый материал обнаружили в 2017 году ученые, когда к дибориду циркония добавили карбид кремния и диборид вольфрама, которые выступили в качестве упрочнителей.

Максимальную прочность 940 МПа бромид циркония показал при 1800°С. Любопытный момент: при нагревании до 2100°С этот показатель снизился до 600 МПа.

Несмотря на это, есть надежда создать керамический двигатель внутреннего сгорания из этого материала. Такой ДВС был бы проще устроен, чем металлический, его не нужно было бы охлаждать, при этом увеличился бы КПД. Пока такой двигатель существует только в виде образца.

Больше о производстве циркония – в металлургическом подкасте 🖥

#ТВЭЛ_промо
@tvel_live

Самолеты, суда, реакторы… Титан в машиностроении представить легко. А как насчет кремов от солнца?🏖️

Диоксид титана и диоксид цинка входят в состав солнцезащитных средств. Первый поглощает ультрафиолет B с длиной волны 290–320 нм, второй – ультрафиолет A, у которого она 290–400 нм.

При этом диоксид титана отличается фотокаталитической активностью. Поглощая УФ-лучи, он становится сильнейшим окислителем и нейтрализует органические примеси и микроорганизмы. По такому принципу работают воздушные и водяные фильтры.

Но вряд ли кто рассчитывает на это свойство, нанося на себя крем.

Чтобы диоксид титана не окислялся, его частицы покрывают пленкой диоксида кремния. Такое средство имеет белесый оттенок, заметно на коже и совершенно безопасно.

Другое дело – если диоксид титана присутствует в форме наночастиц. Тогда крем ложится на кожу равномерно и незаметно. Правда, он менее эффективен, а микрочастицы могут встраиваться в эпидермис и становиться токсичными в присутствии ультрафиолета.

Производители часто смешивают стандартные и наночастицы диоксида титана. Однако, например, Научный комитет по безопасности потребителей EC допускает содержание вторых в кремах лишь в объеме 25%.

А как титан используют металлурги? Смотрите в подкасте 🖥

#ТВЭЛ_промо
@tvel_live

3D-принтер Rusmelt полностью разработан предприятиями Росатома и работает по технологии селективного лазерного плавления (selective laser melting), самой распространенной для печати металлами.

✈️ Ее применяют в разных отраслях промышленности, от авиации и космоса до медицины.

Знаете, как она устроена?

➊ Цифровую 3D-модель детали нарезают на слои 20–100 мкм, чтобы получить плоские изображения каждого слоя.

➋ На плиту построения наносят порошок ровно на толщину первого слоя.

➌ Мощный иттербиевый волоконный лазер лучом «рисует» очертание детали на слое порошка, расплавляя его.

➍ Платформа опускается вниз на один слой.

Этот цикл повторяется много раз, пока деталь не будет сформирована полностью.

Все происходит в камере, заполненной аргоном или азотом. Присутствие воздуха исключено, иначе на поверхности расходного материала (к примеру, титана) появится оксидная пленка.

Смотрите по ссылке, как работают 3D-принтеры 🖥

#ТВЭЛ_промо #ВПереговорке
@tvel_live

Хотите удивить друзей? Расскажите им про титан. Ведь он совсем не тот, кем все его привыкли считать.😐

ДА: занимает седьмое место среди металлов по распространенности в земной коре, обгоняя марганец, медь, свинец.
НО: недешевый, так как процесс производства заметно повышает его стоимость.

ДА: из него делают хирургические инструменты.
НО: титан невозможно заточить так, чтобы получить острое лезвие, потому что он недостаточно твердый. У скальпелей из титановых сплавов лезвия делают из стали.

ДА: относится к металлам.
НО: в отличие от собратьев плохо проводит электричество и тепло.

ДА: служит материалом для противопожарных перегородок.
НО: порошок титана может самовоспламениться, горит без кислорода, а потушить его невозможно ни водой, ни пеной, ни углекислым газом из огнетушителя.

ДА: с температурой плавления выше 1600°С.
НО: при 400°С оксидная пленка на поверхности металла повреждается, он насыщается газами и теряет прочность.

ДА: является цветным металлом.
НО: испытывает фазовые превращения так же, как железо и сталь, черные металлы.

ДА: выдерживает воздействие концентрированной азотной кислоты.
НО: может взорваться при контакте с кислотой, насыщенной оксидами азота, если находится под напряжением.

На видео – производство титана для медицины. Смотрите продолжение в металлургическом подкасте 🖥

#ТВЭЛ_промо
@tvel_live

🔥 Что посмотреть на канале?

Контент с настроением:
#ТВЭЛ_клипы – мини-видео, которые хочется пересматривать снова и снова
#ТВЭЛ_стендап – место, где шутит ТВСка, а стыдно нам
#ТВЭЛ_мем – это просто смешно

Интересное:
#ТВЭЛ_мыговорим – здесь старые понятия обретают новые названия
#ТВЭЛ_промо – ненавязчивый научпоп
#ТВЭЛ_правдамиф – вместе выясняем, чему верить, а чему не стоит
#ТВЭЛ_твсскажи – неодушевленный предмет отвечает на вопросы

Чтобы поделиться:
#ТВЭЛ_смотримам – не стыдно отправить маме
#ТВЭЛ_заставки – обои для вашего смартфона

Роман рассказывает, как устроен 3D-принтер, который работает по технологии селективного лазерного плавления (SLM).

Вот три впечатляющих кейса ее применения:

1️⃣ Камера сгорания топлива самолета

Раньше, чтобы ее произвести, образец разрезали, отливали, а после сваривали полученные части. Это много часов ручной работы.

На 3D-принтере деталь печатают за несколько часов, задав схему направленных потоков внутри изделия на этапе проектирования.

2️⃣ Смеситель жидкости с газом

Состоит из 12 частей и весит 1,3 кг. Если его напечатать в виде цельнометаллического корпуса сокращается:

• количество деталей до одной;
• вес изделия – до 50 г;
• время производства – в два раза.

Не нужно использовать несколько металлов и фланцевых соединений, достаточно нарезать резьбу внутри корпуса. Все это снижает стоимость смесителя с €1250 до 340.

3️⃣ Задняя подвеска велика

SLM-печать сокращает расходы на производство, в особенности крупносерийное. Если стальной прототип весил 640 г, то каждый из четырех алюминиевых экземпляров – 239 г, а алюминиевая подвеска в серии на 720 штук и вовсе 203 г.

Причем разница в стоимости изделия из мелкой серии и крупной составила €1656 в пользу второй.

Смотрите, как устроены аддитивные технологии, по ссылке 🖥

#ТВЭЛ_промо #ВПереговорке
@tvel_live

Кому нужен оксид циркония?

👨‍🦰 Ювелирам
Он становится блестящим, как алмаз, камнем, если сохранить кубическую решетку, присущую высокотемпературной фазе. Чтобы ее стабилизировать, добавляют, например, оксиды марганца, иттрия. Получается фианит.

👨‍🦰 Электрохимикам
Если добавить к ZrO₂ 15–20% оксидов других элементов, получается полностью стабилизированный оксид циркония. Его используют, чтобы делать керамику для твердооксидных топливных элементов. Она работает даже при 500°С. Мембрана из оксида циркония пропускает ионы кислорода, которые затем вступают в реакцию с водородом.

👨‍🦰 Материаловедам
Частично стабилизированный оксид циркония обладает эффектом самозалечивания: трещины в нем не растут.

👨‍🦰 Стоматологам
Из этого материла делают основы для мостов, зубные протезы. Они выглядят лучше, чем титановые: если десна отходит от зуба, виден не металлический штифт, а белый керамический.

Смотрите, как устроено производство циркония, в металлургическом подкасте 🖥

#ТВЭЛ_промо
@tvel_live