新合金 GRX-810 抗壓性為現有頂級合金 600 倍，可成火箭發動機、核反應爐新材料

我們使用金屬合金來製造火箭發動機與核反應爐，但這些設備產生的熱量同樣會使合金退化，尋找能在極端條件下保持堅固的材料，是推進太空動力推進技術關鍵。前陣子 NASA 利用 3D 列印技術結合金屬合金與陶瓷顆粒開發出新型合金 GRX-810，現在確認了它可用於製造火箭噴嘴與核反應爐。

GRX-810 主要由鎳、鈷、鉻製成，並摻入一種陶瓷氧化物的奈米顆粒形成「氧化物彌散強化合金（oxide-dispersion-strengthened，ODS）」。早在 1970～1980 年代，NASA 便一直在研究這種合金，科學家知道將此類材料加入金屬合金可以提高後者的強度、延展性和硬度，但當時的製造技術遇到根本性挑戰。

現在歸功於 3D 列印技術，NASA 材料工程師 Tim Smith 團隊帶來新合金的突破進展。

團隊首先製造由直徑僅 10～45 微米的鎳、鈷、鉻金屬粉末，接著塗上直徑約 200 奈米、更細的氧化釔粉末，然後把這些粉末塗層送入 3D 列印機製造出 GRX-810 合金。

實驗中，團隊透過約 1,100℃ 的持壓測試（creep test）比較 GRX-810 合金與現有高性能合金差異，發現目前最頂級的合金在持壓測試中只承受高溫高壓約 10 小時，而 GRX-810 合金驚人地承受長達 6,500 小時（8～9 個月），可以說 GRX-810 合金的強度、抗氧化性是前者 2 倍，耐用性增加了 1,000 多倍。

雖然 GRX-810 合金仍處於早期研究階段，但研究人員相信 GRX-810 合金有朝一日可進入火箭發動機現有材料構成，有利 NASA 與 DARPA 合作建造的核熱火箭發動機。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。

（首圖來源：NASA）