広く使用されている技術は、耐熱ジェットエンジンコンポーネントの開発を加速する可能性があります-ScienceDaily

以前の研究では、電子ビーム積層造形を使用して単結晶を合成できることが報告されています。 しかし、この技術は高価な機器を必要とし、真空を作り出す必要があるためにその操作にも費用がかかり、その普及は制限されます。 レーザー添加剤の製造はより安価な装置を使用して行うことができますが、この技術を使用して単結晶を製造する以前の取り組みは成功していません。 金属原料にレーザー光線を照射すると溶融し、固液界面を形成します。 界面に近い粒子を同じ方向に成長させ、それらの硬化によって引き起こされる応力の原因となる欠陥の形成を防ぐことは困難でした。 この問題は、従来のガウスレーザー（つまり、ビーム断面全体のベル集約型レーザー）の強度プロファイルに起因することがわかりました。これにより、多くの粒界を持つ配向性の低い結晶粒からなる複数の結晶が形成されます。

NIMS大阪大学工学部の研究チームは、平坦なレーザービームを使用して単結晶を作製し、ニッケル粉末上に溶融した平坦な盆地表面を形成することに成功しました。 個々の結晶粒は同じ方向に成長し、応力の原因となる欠陥が少なくなりました。 粒界がなく、割れやすい単結晶は、高温で非常に強い結晶です。 この新技術により、結晶が固化する際の応力の発生と結晶の亀裂を減らすことができます。 さらに、この技術は種結晶の使用を必要としないため、積層造形プロセスが簡素化されます。

ニッケルに加えて、レーザー積層造形技術を使用して、金属やその他の合金を単結晶オブジェクトに加工することができます。 ジェットエンジンやガスタービンの部品は、形状が複雑になり、軽量化が進んでおり、ニッケル基の耐熱超合金を用いたこれらの部品の積層造形の需要が高まっています。 単結晶は高温で多結晶よりも強いため、耐火材料としての実用化が期待されています。 より安価で広く使用されているレーザー積層造形技術を迅速に使用することにより、これを達成するための世界的な研究開発努力が強化されることが期待されています。

ストーリーソース：

材料 の導入 物質・材料研究機構。 注：コンテンツは、スタイルと長さに応じて変更できます。