Investigadores de la Universidad de Kyoto han descubierto que los siliciuros de molibdeno pueden mejorar la eficiencia de las palas de las turbinas en sistemas de combustión a temperaturas ultraaltas.

Las turbinas de gas son los motores que generan electricidad en las centrales eléctricas. Las temperaturas de funcionamiento de sus sistemas de combustión pueden superar los 1600 °C. Las palas de turbina a base de níquel utilizadas en estos sistemas se funden a temperaturas 200 °C más bajas y, por lo tanto, requieren refrigeración por aire para funcionar. Las palas de las turbinas fabricadas con materiales con temperaturas de fusión más altas requerirían menos consumo de combustible y darían lugar a menores emisiones de CO2.

Los científicos de materiales de la Universidad de Kyoto de Japón investigaron las propiedades de diversas composiciones de siliciuros de molibdeno, con y sin elementos ternarios adicionales.

Investigaciones anteriores demostraron que la fabricación de compuestos a base de siliciuro de molibdeno prensando y calentando sus polvos (lo que se conoce como pulvimetalurgia) mejoraba su resistencia a la fractura a temperatura ambiente, pero reducía su resistencia a altas temperaturas, debido al desarrollo de capas de dióxido de silicio dentro del material.

El equipo de la Universidad de Kyoto fabricó sus materiales a base de siliciuro de molibdeno utilizando un método conocido como "solidificación direccional", en el que el metal fundido se solidifica progresivamente en una dirección determinada.

El equipo descubrió que se podía formar un material homogéneo controlando la velocidad de solidificación del compuesto a base de siliciuro de molibdeno durante la fabricación y ajustando la cantidad del elemento ternario añadido al compuesto.

El material resultante comienza a deformarse plásticamente bajo compresión uniaxial por encima de 1000 °C. Además, la resistencia del material a altas temperaturas aumenta mediante el refinamiento de la microestructura. Añadir tantalio al compuesto es más eficaz que añadir vanadio, niobio o tungsteno para mejorar la resistencia del material a temperaturas de alrededor de 1400 °C. Las aleaciones fabricadas por el equipo de la Universidad de Kioto son mucho más resistentes a altas temperaturas que las superaleaciones modernas a base de níquel, así como que los materiales estructurales de temperaturas ultraaltas recientemente desarrollados, informan los investigadores en su estudio publicado en la revista Science and Technology of Advanced Materials.