Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Kyoto wedi canfod y gall silicadau molybdenwm wella effeithlonrwydd llafnau tyrbinau mewn systemau hylosgi tymheredd uchel iawn.

Tyrbinau nwy yw'r peiriannau sy'n cynhyrchu trydan mewn gweithfeydd pŵer. Gall tymereddau gweithredu eu systemau hylosgi fod yn uwch na 1600 ° C. Mae'r llafnau tyrbin sy'n seiliedig ar nicel a ddefnyddir yn y systemau hyn yn toddi ar dymheredd 200 ° C yn is ac felly mae angen aer-oeri i weithredu. Byddai llafnau tyrbin wedi'u gwneud o ddeunyddiau â thymheredd toddi uwch yn gofyn am lai o ddefnydd o danwydd ac yn arwain at allyriadau CO2 is.

Bu gwyddonwyr deunyddiau ym Mhrifysgol Kyoto Japan yn ymchwilio i briodweddau cyfansoddiadau amrywiol o silicidau molybdenwm, gydag elfennau teiran ychwanegol a hebddynt.

Dangosodd ymchwil flaenorol fod ffugio cyfansoddion sy'n seiliedig ar folybdenwm silicid trwy wasgu a chynhesu eu powdrau - a elwir yn feteleg powdr - yn gwella eu gallu i wrthsefyll hollti ar dymheredd amgylchynol ond wedi gostwng eu cryfder tymheredd uchel, oherwydd datblygiad haenau silicon deuocsid yn y deunydd.

Gwnaeth tîm Prifysgol Kyoto eu deunyddiau sy'n seiliedig ar silicad molybdenwm gan ddefnyddio dull a elwir yn "solidiad cyfeiriadol," lle mae metel tawdd yn caledu'n raddol i gyfeiriad penodol.

Canfu'r tîm y gellid ffurfio deunydd homogenaidd trwy reoli cyfradd solidification y cyfansawdd sy'n seiliedig ar molybdenwm sy'n seiliedig ar silicad yn ystod y gwneuthuriad a thrwy addasu faint o'r elfen deiran a ychwanegir at y cyfansawdd.

Mae'r deunydd sy'n deillio o hyn yn dechrau dadffurfio'n blastig o dan gywasgiad un echelinol uwchlaw 1000 ° C. Hefyd, mae cryfder tymheredd uchel y deunydd yn cynyddu trwy fireinio microstrwythur. Mae ychwanegu tantalwm at y cyfansawdd yn fwy effeithiol nag ychwanegu fanadium, niobium neu twngsten ar gyfer gwella cryfder y deunydd ar dymheredd tua 1400 ° C. Mae'r aloion a luniwyd gan dîm Prifysgol Kyoto yn llawer cryfach ar dymheredd uchel nag uwch-aloiau nicel modern yn ogystal â deunyddiau strwythurol tymheredd uwch-uchel a ddatblygwyd yn ddiweddar, yn ôl adroddiad yr ymchwilwyr yn eu hastudiaeth a gyhoeddwyd yn y cyfnodolyn Science and Technology of Advanced Materials.