Hal itu membuat usia liburan ke luar negeri yang murah mungkin, dan selama bertahun-tahun itu adalah apa yang membuat margarin olesan. Nikel mungkin tidak logam flashiest tapi kehidupan modern akan sangat berbeda tanpa itu.
Jauh di dalam perut University College London terletak bengkel mesin, di mana logam dipotong, lathed dan dibentuk menjadi instrumen dan peralatan untuk berbagai departemen ilmu.
Profesor kimia Andrea Sella berdiri di depan saya memegang tebal, pipa dua meter panjang yang terbuat dari monel, paduan nikel-tembaga. Lalu ia membiarkan jatuh ke tanah dengan dentang memekakkan telinga Masternorthard
"Yang benar-benar berbicara kepada kekerasan dan kekakuan logam ini," ia menjelaskan, mengambil pipa rusak.
Tapi alasan lain Monel adalah "fantastis paduan", katanya, adalah bahwa hal itu tahan korosi. Kimiawan perlu cara penanganan bahan yang sangat reaktif - asam kuat mungkin, atau gas seperti fluor dan klor - sehingga mereka membutuhkan sesuatu yang tidak akan sendiri bereaksi dengan mereka.
Emas, perak atau platinum mungkin dilakukan, tapi bayangkan harga pipa dua meter panjang yang terbuat dari emas. Nikel Sebaliknya murah dan berlimpah, sehingga tanaman di mana-mana di mana korosi menjadi perhatian - dari spatula kimia untuk lapisan pelindung pada sprocket sepeda.
Tapi nikel dapat menghasilkan paduan lainnya jauh quirkier dari Monel, Sella bersemangat untuk menjelaskan.
Ambil Invar, paduan nikel dan besi. Uniknya, hal ini hampir tidak mengembang atau kontrak dengan perubahan suhu - properti yang datang sangat berguna dalam instrumen presisi dan jam, yang kerja dapat terganggu oleh "ekspansi termal" logam lowlier lainnya.
Lalu ada Nitinol.
Sella menghasilkan kawat dalam bentuk penjepit kertas - tapi itu terlalu mudah untuk memutar keluar dari bentuk menjadi lembaran penggunaan memegang kertas bersama-sama. Dia mangles di jari-jarinya, lalu mencelupkannya ke dalam secangkir air mendidih. Segera menggeliat sekitar ... dan ternyata kembali menjadi penjepit kertas yang sempurna.
Langsung Media playerMedia pemain Helpout dari media player. Tekan enter untuk kembali atau tab untuk melanjutkan Anime Indonesia
Nikel demonstrasi
Nitinol memiliki memori khusus untuk bentuk di mana ia pertama kali dibentuk. Dan komposisinya dapat disetel, sehingga pada suhu tertentu akan selalu kembali ke bentuk aslinya yang. Ini berarti, misalnya, bahwa Nitinol stent digulung dapat dimasukkan ke dalam pembuluh darah. Seperti menghangatkan suhu tubuh, stent membuka diri keluar, memungkinkan darah mengalir melalui itu.
Stent arteri. Berwarna koronal (frontal) MRA (magnetic resonance angiography) scan stent (celah di kanan) di arteri (merah) di selangkangan pasien.
Magnetic resonance angiography (MRA) scan stent Nitinol - menunjukkan di sini sebagai celah dalam arteri di sebelah kanan
Tapi semua paduan ini pucat signifikansi dibandingkan dengan kelas khusus paduan - begitu istimewa mereka disebut "superalloy". Ini adalah paduan yang membuat usia jet mungkin.
Mesin jet pertama dikembangkan secara bersamaan pada tahun 1930 dan 40-an, oleh Frank Whittle di Inggris dan oleh Hans von Ohain di Jerman, baik pada sisi yang berlawanan dari perlombaan senjata percepatan.
Mereka mesin, terbuat dari baja, memiliki kekurangan serius.
"Mereka tidak memiliki kemampuan untuk pergi di atas suhu sekitar 500C," jelas Mike Hicks, kepala materi di Rolls-Royce, produsen terbesar di Inggris turbin jet. "Kekuatannya jatuh cukup cepat dan ketahanan korosi tidak baik."
Mesin jet Whittle
The Whittle Satuan mesin jet 1
Sebagai tanggapan, tim Rolls-Royce yang mengambil pekerjaan Whittle di tahun 1940 kembali ke papan gambar - satu dengan tabel periodik disematkan pada itu.
Temukan lebih banyak lagi
Di SD Bisnis, BBC World Service Business Daily bertanya apa unsur kimia kunci berarti untuk bisnis dan ekonomi global
Mendengarkan terbaru dari Harian Bisnis
Telusuri podcast Bisnis Harian arsip
Baca cerita lain dalam seri
Tungsten terlalu berat. Tembaga mencair pada suhu terlalu rendah. Tapi nikel - dengan sedikit kromium dicampur dalam - adalah resep Goldilocks. Ini ditoleransi suhu tinggi, itu yang kuat, tahan korosi, murah dan ringan.
Hari ini, keturunan ini superalloy awal masih menyediakan sebagian besar bagian belakang turbin - baik yang digunakan pada pesawat jet, dan yang digunakan dalam pembangkit listrik.
"Pisau turbin harus beroperasi di bagian terpanas dari mesin, dan itu berputar pada kecepatan yang sangat tinggi," kata rekan Hicks Neil Glover, kepala penelitian teknologi bahan di Rolls-Royce.
"Masing-masing dari pisau ini ekstrak kekuatan yang sama sebagai Formula 1 mesin mobil balap, dan ada 68 ini dalam inti dari mesin turbin gas modern."
Rolls-Royce Trent XWB-97 mesin
Pisau superalloy diposisikan tepat di belakang mesin - akhir sempit - bilah kipas besar di depan yang terbuat dari titanium
Aliran gas bahwa pisau gemuk duduk di adalah 1700C - beberapa 200C di atas suhu leleh pisau itu sendiri nato-dynamic-mongoose-berburu-kapal
Prestasi ini dicapai berkat lapisan keramik tahan panas, serta "pendinginan" udara - sendiri beberapa 650C - yang diambil dari lebih lanjut mesin ke dalam pisau berongga dan kemudian berdarah di atas permukaan pisau melalui lubang kecil .
Kemampuan superalloy untuk beroperasi pada suhu ekstrim seperti inilah yang membuat liburan Anda ke Algarve atau Florida terjangkau.
Keluarga di pantai menonton pesawat datang untuk mendarat
Penerbangan murah asing dimungkinkan oleh mesin jet menggunakan superalloy
"The panas turbin dapat beroperasi, lebih efisien mesin secara keseluruhan, dan lebih sedikit bahan bakar menggunakan," jelas Neil.
Tapi pisau harus berurusan dengan lebih dari suhu hanya ekstrim. Mereka memutar sangat cepat sehingga beban sentrifugal pada mereka setara dengan beberapa ton.
Hal ini, dikombinasikan dengan pemanasan biasa dan pendinginan, dapat menyebabkan masalah yang dikenal sebagai "merayap" - pisau perlahan memanjang sampai mulai menggigit casing turbin.
Kebanyakan logam terdiri dari kristal kecil segudang, disebut biji-bijian, yang menyatu bersama. Tapi batas butir merupakan sumber kelemahan, yang memungkinkan kristal untuk menyelinap dan bahan untuk merusak.
Jadi Rolls-Royce memecahkan masalah ini dengan menciptakan pisau sebagai kristal tunggal - tumbuh melalui proses deposisi uap, mirip dengan kristal tembaga sulfat Anda mungkin telah tumbuh dalam percobaan kimia sekolah sebagai seorang anak.
Akibatnya, pisau seperti batu permata, dengan kisi atom tunggal sepanjang jalan throug
No comments:
Post a Comment