Material som består av värmetåliga så kallade högentropi-legeringar kan leda till mer effektiva jetmotorer.

AI hittar bästa legeringarna bland miljontals kandidater

17 november 2022
Artikel från KTH - Kungliga Tekniska högskolan
Ämne: Natur & teknik

Nya material behöver utvecklas för att klara klimatmålen. Nu har forskare vid KTH utvecklat ett snabbare, effektivare och billigare sätt för att hitta metallegeringar som håller måttet.

Artificiell intelligens, AI, kan användas för att utveckla framtidens material med ändamålsenliga egenskaper. Forskare vid KTH har nu utvecklat en AI-metod som banar väg för nya tekniska utvecklingar, visar en studie.

Med hjälp av metoden har forskarna kunnat sortera ut 17 bra legeringar* bland miljontals olika så kallade högentropi-legeringar. Det är legeringar som skulle kunna möta framtida behov eftersom de har hög hållfasthet och hårdhet, bra slitstyrka och kan stå emot korrosion.

Bland de 17 legeringarna identifierades två med extremt låg värmeutvidgning, något som önskvärt för högtemperaturapplikationer.

*Legeringar består av en blandning av två eller flera ämnen.

Metoden snabbar på processen

Konventionellt arbete med legeringsdesign tar vanligtvis flera år. Med den aktuella metoden bantas tiden till bara några månader.

– För att fortsätta övergången till en hållbar ekonomi och nå de globala klimatmålen behöver vi agera. Ett av de sätt på vilket vi kan göra det är genom utvecklingen av nya material, säger forskaren Stefan Bauer vid KTH.

Fakta om metaller

Sverige är historiskt sett en viktigt nation när det kommer till metaller. Redan på 1100-talet började man bryta järnmalm i landet. Enligt intresseorganisationen Svensk gruvnäring (SGU) fanns 92 procent av EU:s
järnmalmsproduktion i Sverige 2020.

Vätgas nyckeln till hållbart samhälle

Legeringarna som forskarna har hittat är lämpliga för hög- och lågtemperaturapplikationer, till exempel i flygplansmotorer eller för transport av flytande ammoniak, naturgas och väte.

Just vätgas anses vara en nyckel till ett mer hållbart samhälle.

– En förflyttning till en ekonomi som baseras på vätgas kräver att vi har behållare som klarar av att transportera och lagra flytande vätgas, och det i stor skala. Givet temperaturskillnaden mellan flytande väte och den omgivande miljön så behöver vi nya material som har samma volym oavsett om det är kallt eller varmt, säger Stefan Bauer.

De material som används idag expanderar vid värme och krymper vid kyla. Över tid skulle en behållare byggd av tillgängliga metaller idag, och som kan rymma stora mängder flytande väte under stor tryck, antingen explodera eller implodera, beroende av den omgivande temperaturen.