터빈 날개가 하나의 거대한結晶로 만들어졌다는 것을 알고 계셨나요? 이 놀라운 날개들은 발전기에 필요한 풍력을 생산하기 위해 여기 있습니다. 오늘 우리는 단결정 터빈 날개의 세계에 들어가서 우리가 전기를 생산하는 방식을 변화시키는 데 있어 얼마나 놀라운지 살펴보겠습니다.
단일 결정 터빈 날개는 초합금으로 만들어집니다 — 이는 재료 과학자인 암ัน다가 조사해왔던 것과 정확히 일치합니다. 이 특정 금속은 그 유형의 물질에 특유인 몇 가지 매우 흥미로운 속성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 극도로 높은 온도를 견디면서 녹지 않아 전력 생성에서 발생하는 연소에 필수적입니다. 이는 이러한 날개들이 단일 결정으로 제작되었기 때문인데, 단단할 뿐만 아니라 더 많은 하중을 견디고 쉽게 부서지지 않으며 오랫동안 지속됩니다.
제너럴 일렉트릭의 큰 돌파구 1960년대, GE의 과학자들은 놀라운 발견을 했습니다. 이들은 단일結晶으로 터빈 날개를 제조하는 방법을 알아냈습니다. 이는 금속을 녹인 후 매우 천천히 식히는 방식으로 이루어졌습니다. 식히는 동안 온도가 천천히 낮아지기 때문에 여러 결정이 아닌 단일結晶이 형성되었습니다. 이 중요한 발견은 터빈 날개를 훨씬 더 견고하게 만들 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 조기 고장 가능성을 줄일 수 있었습니다.
터빈 내부에서는 날개들이 이러한 열을 견뎌내야 하며, 더 중요한 것은 그로 인해 발생하는 압력을 처리해야 합니다. 단일結晶 터빈 날개는 슈퍼합금으로 설계되어 온도가 충분히 높아서 용융되지 않도록 하는데 도움을 줍니다. 또한 단일結晶로 만들어진다는 사실 자체가 더 강력하고 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.
용융 금속은 며칠에 걸쳐 천천히 냉각됩니다. 우리는 이러한 천천한 냉각 과정이 하나의結晶만 커지도록 하기 위해 필요합니다. 결정이 형성된 후, 이를 짧고 평평한 날개로 자르고 납땜하여 터빈 날개를 만듭니다.
유망한 개념 중 하나는 단일 결정 기술이 터빈용으로 더 단단한 코팅, 예를 들어 세라믹을 생산할 수 있다는 것입니다. 이러한 자원들은 에너지를 위한 터빈의 수명과 효율성을 높이는 데 사용될 수 있습니다. 우리는 점점 더 깨끗하고 지속 가능한 발전 방법으로 이 에너지 수요를 충족하려고 노력하는 가운데, 이것이 환경과 에너지 요구에 대한 좋은 소식입니다.
과학과 기술은 분명히 더 나은 대안을 제공하기 위해 사용됩니다. 전력 공급에서 단일 결정 터빈 날개는 좋은 사례입니다. 초합금과 영리한 제조 공정을 통해 우리는 매우 강하고 고온을 견딜 수 있는 터빈 날개를 만드는 방법을 알아냈습니다.
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