კიოტოს უნივერსიტეტის მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ მოლიბდენის სილიციდებს შეუძლიათ გააუმჯობესონ ტურბინის პირების ეფექტურობა ულტრა მაღალი ტემპერატურის წვის სისტემებში.

გაზის ტურბინები არის ძრავები, რომლებიც გამოიმუშავებენ ელექტროენერგიას ელექტროსადგურებში. მათი წვის სისტემების სამუშაო ტემპერატურა შეიძლება აღემატებოდეს 1600 °C-ს. ამ სისტემებში გამოყენებული ნიკელზე დაფუძნებული ტურბინის პირები დნება 200 °C-ით დაბალ ტემპერატურაზე და, შესაბამისად, საჭიროებს ჰაერის გაგრილებას ფუნქციონირებისთვის. ტურბინის პირები, რომლებიც დამზადებულია მასალებისგან მაღალი დნობის ტემპერატურით, საჭიროებს საწვავის ნაკლებ მოხმარებას და გამოიწვევს CO2-ის დაბალ ემისიას.

იაპონიის კიოტოს უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერებმა გამოიკვლიეს მოლიბდენის სილიციდების სხვადასხვა კომპოზიციის თვისებები, დამატებითი სამეული ელემენტებით და მის გარეშე.

წინა კვლევამ აჩვენა, რომ მოლიბდენის სილიციდზე დაფუძნებული კომპოზიტების დამზადება მათი ფხვნილების დაჭერით და გაცხელებით - ცნობილი როგორც ფხვნილის მეტალურგია - აუმჯობესებდა მათ წინააღმდეგობას ატმოსფერულ ტემპერატურაზე გატეხვის მიმართ, მაგრამ შეამცირა მათი მაღალი ტემპერატურის სიძლიერე მასალის შიგნით სილიციუმის დიოქსიდის ფენების განვითარების გამო.

კიოტოს უნივერსიტეტის გუნდმა დაამზადა მოლიბდენის სილიციდზე დაფუძნებული მასალები მეთოდის გამოყენებით, რომელიც ცნობილია როგორც „მიმართული გამაგრება“, რომლის დროსაც გამდნარი ლითონი თანდათან მყარდება გარკვეული მიმართულებით.

ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ ერთგვაროვანი მასალა შეიძლება წარმოიქმნას მოლიბდენის სილიციდზე დაფუძნებული კომპოზიტის გამაგრების სიჩქარის კონტროლით დამზადების დროს და კომპოზიტში დამატებული სამეული ელემენტის რაოდენობის კორექტირებით.

შედეგად მიღებული მასალა იწყებს პლასტიკურ დეფორმაციას ცალღეროვანი შეკუმშვისას 1000 °C-ზე ზემოთ. ასევე, მასალის სიძლიერე მაღალ ტემპერატურაზე იზრდება მიკროსტრუქტურის დახვეწის გზით. კომპოზიტში ტანტალის დამატება უფრო ეფექტურია, ვიდრე ვანადიუმის, ნიობიუმის ან ვოლფრამის დამატება მასალის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად დაახლოებით 1400 °C ტემპერატურაზე. კიოტოს უნივერსიტეტის გუნდის მიერ შემუშავებული შენადნობები ბევრად უფრო ძლიერია მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე თანამედროვე ნიკელზე დაფუძნებული სუპერშენადნობები და ასევე ახლახან შემუშავებული ულტრამაღალი ტემპერატურის სტრუქტურული მასალები, იტყობინება მკვლევარები თავიანთ კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა ჟურნალში Science and Technology of Advanced Materials.