اكتشف باحثون في جامعة كيوتو أن مبيدات سيليبدينوم الموليبدينوم يمكن أن تحسن كفاءة شفرات التوربينات في أنظمة الاحتراق ذات درجة الحرارة العالية.

توربينات الغاز هي المحركات التي تولد الكهرباء في محطات توليد الطاقة. يمكن أن تتجاوز درجات حرارة التشغيل لأنظمة الاحتراق الخاصة بها 1600 درجة مئوية. وتنصهر شفرات التوربينات القائمة على النيكل والمستخدمة في هذه الأنظمة عند درجات حرارة أقل بمقدار 200 درجة مئوية، وبالتالي تتطلب تبريد الهواء لتعمل. إن شفرات التوربينات المصنوعة من مواد ذات درجات حرارة انصهار أعلى تتطلب استهلاكًا أقل للوقود وتؤدي إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

قام علماء المواد في جامعة كيوتو اليابانية بالتحقيق في خصائص التركيبات المختلفة لمبيدات سيليبدينوم الموليبدينوم، مع وبدون عناصر ثلاثية إضافية.

أظهرت الأبحاث السابقة أن تصنيع المركبات القائمة على سيليسيد الموليبدينوم عن طريق ضغط وتسخين مساحيقها - المعروفة باسم تعدين المساحيق - أدى إلى تحسين مقاومتها للكسر في درجات الحرارة المحيطة ولكنه خفض قوتها عند درجات الحرارة العالية، وذلك بسبب تطور طبقات ثاني أكسيد السيليكون داخل المادة.

قام فريق جامعة كيوتو بتصنيع موادهم القائمة على سيليسيد الموليبدينوم باستخدام طريقة تعرف باسم "التصلب الاتجاهي"، حيث يتصلب المعدن المنصهر تدريجياً في اتجاه معين.

وجد الفريق أنه يمكن تشكيل مادة متجانسة عن طريق التحكم في معدل تصلب المركب القائم على مبيد سيليبدينوم أثناء التصنيع وعن طريق ضبط كمية العنصر الثلاثي المضاف إلى المركب.

تبدأ المادة الناتجة بالتشوه من الناحية البلاستيكية تحت ضغط أحادي المحور فوق 1000 درجة مئوية. كما أن قوة المادة عند تحمل درجات الحرارة العالية تزداد من خلال تحسين البنية المجهرية. تعد إضافة التنتالوم إلى المركب أكثر فعالية من إضافة الفاناديوم أو النيوبيوم أو التنغستن لتحسين قوة المادة عند درجات حرارة حوالي 1400 درجة مئوية. أفاد الباحثون في دراستهم المنشورة في مجلة Science and Technology of Advanced Materials أن السبائك التي صنعها فريق جامعة كيوتو تكون أقوى بكثير عند درجات الحرارة المرتفعة من السبائك الفائقة الحديثة القائمة على النيكل وكذلك المواد الهيكلية التي تم تطويرها مؤخرًا والتي تتحمل درجات حرارة عالية جدًا.