Kioto universitātes pētnieki ir atklājuši, ka molibdēna silicīdi var uzlabot turbīnu lāpstiņu efektivitāti īpaši augstas temperatūras sadegšanas sistēmās.

Gāzes turbīnas ir dzinēji, kas elektrostacijās ražo elektroenerģiju. To sadegšanas sistēmu darba temperatūra var pārsniegt 1600 °C. Šajās sistēmās izmantotās turbīnu lāpstiņas, kuru pamatā ir niķelis, kūst par 200 °C zemākā temperatūrā, un tāpēc, lai darbotos, nepieciešama gaisa dzesēšana. Turbīnu lāpstiņas, kas izgatavotas no materiāliem ar augstāku kušanas temperatūru, prasītu mazāku degvielas patēriņu un samazinātu CO2 emisijas.

Japānas Kioto universitātes materiālu zinātnieki pētīja dažādu molibdēna silicīdu sastāvu īpašības ar un bez papildu trīskāršiem elementiem.

Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka uz molibdēna silicīda bāzes izgatavotu kompozītmateriālu izgatavošana, presējot un karsējot to pulverus, kas pazīstami kā pulvermetalurģija, uzlaboja to izturību pret plīsumiem apkārtējās vides temperatūrā, bet samazināja to izturību augstā temperatūrā, jo materiālā attīstījās silīcija dioksīda slāņi.

Kioto universitātes komanda izgatavoja savus materiālus, kuru pamatā ir molibdēna silicīds, izmantojot metodi, kas pazīstama kā "virziena sacietēšana", kurā izkausēts metāls pakāpeniski sacietē noteiktā virzienā.

Komanda atklāja, ka viendabīgu materiālu var izveidot, kontrolējot uz molibdēna silicīdu balstīta kompozītmateriāla sacietēšanas ātrumu ražošanas laikā un pielāgojot kompozītam pievienotā trīskāršā elementa daudzumu.

Iegūtais materiāls sāk plastiski deformēties pie vienassas kompresijas virs 1000 °C. Arī materiāla izturība augstā temperatūrā palielinās, pilnveidojot mikrostruktūru. Tantala pievienošana kompozītmateriālam ir efektīvāka nekā vanādija, niobija vai volframa pievienošana, lai uzlabotu materiāla stiprību aptuveni 1400 °C temperatūrā. Kioto universitātes komandas izgatavotie sakausējumi augstā temperatūrā ir daudz spēcīgāki nekā mūsdienu niķeļa bāzes supersakausējumi, kā arī nesen izstrādātie īpaši augstas temperatūras strukturālie materiāli, pētnieki ziņo savā pētījumā, kas publicēts žurnālā Science and Technology of Advanced Materials.