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CHESS receives Air Force funding for materials subfacility

由于美国空军研究实验室(AFRL)提供了710万美元的资助,康奈尔大学高能同步加速器源(CHESS)将创建一个新的材料研究子设施。

国际象棋新材料解决方案网络(msnc)将为空军和其他国防部材料研究人员以及原始设备制造商提供专用的访问国际象棋的两条新的x射线波束。新升级的国际象棋中心可以使用高强度、高能量的x射线,这将使军用部件的材料和设计实现突破。

通过本研究,MSN-C旨在提高新材料和现有材料的性能和安全性,同时降低成本。

参议院少数党领袖、纽约州民主党参议员舒默(Charles Schumer)说:“联邦政府对康奈尔国际象棋实验室的这笔当之无愧的投资,将确保美国和康奈尔大学在高能x射线应用创新方面保持领先地位。”“康奈尔大学的国际象棋是一个独特的设施,它使美国在先进材料的开发方面保持了竞争力,也是我们科学界的命脉之一,使研究人员能够在从清洁能源技术到更强大、更有弹性的基础设施等各个领域取得进展。”

他说:“我一直为国际象棋争取并提供联邦资源,以推进其开创性的研究工作而感到自豪,我将继续不懈地为之奋斗。”

MSN-C是新成立的国际象棋合作伙伴资助模式的最新子公司,加入了CHEXS和MacCHESS。

新的分厂将由两条专用x射线束流线组成——结构材料束流线和功能材料束流线。

利用结构材料束线,研究人员将使用高能x射线来了解金属、聚合物、陶瓷和复合材料在使用和加工条件下的内部结构演变。束线将使研究人员能够实时、长尺度地观察材料,从原子键到涡轮叶片或焊接接头等结构部件的原子键。

传统的设计测试考虑的是宏观或组件尺度上的材料行为,而不是原子尺度上的。利用国际象棋和世界各地发展起来的新兴x射线技术,现在可以测量和模拟样品中每个原子晶体如何随时间演变——例如,在喷气发动机的钛压缩叶片承受压力时。最终,疲劳裂纹将从原子尺度开始。

除了帮助预测裂缝何时会发生,研究人员还可以利用x射线来观察和理解裂缝的演化和生长。

“仍然有一些古老的设计挑战,我们还没有克服。机械和航天工程教授、国际象棋副主任兼微软公司首席研究员马特·米勒说:“微软公司研发的结构材料束线是为了直接应对这些挑战。”“随着3D打印的前景和全新功能材料的创造,也将面临新的挑战。”

功能材料beamline是为分析软材料而设计的,如用于轻型结构部件和有机电子等应用的有机分子和聚合物基材料及复合材料。

这一束线将允许研究用于3D打印和其他增材制造技术的材料。这些研究将有助于空军研究人员和其他人员理解工艺条件、结构和功能之间的复杂联系。

MSN-C的x射线数据将为军用飞机零部件的单晶向上设计和3D打印制造起到基础性作用。

微软- c董事亚瑟•沃尔(Arthur Woll)表示,新的子设施建立在国际象棋独特之处的基础上,并对其进行了重新定义。

他说:“包括国际象棋在内的同步加速器的发展趋势是强调新的x射线技术的发展,而不是应用这些技术来解决现实世界的问题,尤其是工程师或制造商所面临的问题。”“微软- c的一个核心目标是通过改变控制beamtime访问的规则来改变这一趋势,这样研究人员就可以应用最先进的x射线技术来解决关键的、真实的制造问题。”

虽然国际象棋是材料解决方案网络的第一个节点,为AFRL提供专门的研究,米勒说,未来可能包括更多的设施,如国际象棋。

“该网络的愿景,”他说,“是组织美国境内所有具有材料特性的用户设施,创建一个联盟,让工业界可以去解决一些最棘手的问题。”美国非常需要这类研究,以保持我们在全球范围内的竞争力。我们从国际象棋开始。”

Rick Ryan是康奈尔大学科学与教育加速实验室的科学传播者。

康奈尔纪事报
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