Bilah turbin yang lebih kuat dengan silisid molibdenum

Penyelidik di Universiti Kyoto telah mendapati bahawa silisid molibdenum boleh meningkatkan kecekapan bilah turbin dalam sistem pembakaran suhu ultratinggi.

Turbin gas ialah enjin yang menjana tenaga elektrik di loji kuasa. Suhu operasi sistem pembakaran mereka boleh melebihi 1600 °C. Bilah turbin berasaskan nikel yang digunakan dalam sistem ini cair pada suhu 200 °C lebih rendah dan dengan itu memerlukan penyejukan udara untuk berfungsi. Bilah turbin yang diperbuat daripada bahan dengan suhu lebur yang lebih tinggi akan memerlukan penggunaan bahan api yang lebih sedikit dan membawa kepada pelepasan CO2 yang lebih rendah.

Para saintis bahan di Universiti Kyoto Jepun menyiasat sifat pelbagai komposisi silisid molibdenum, dengan dan tanpa unsur terner tambahan.

Penyelidikan sebelum ini menunjukkan bahawa fabrikasi komposit berasaskan silisid molibdenum dengan menekan dan memanaskan serbuknya - dikenali sebagai metalurgi serbuk - meningkatkan daya tahannya terhadap keretakan pada suhu ambien tetapi menurunkan kekuatan suhu tingginya, disebabkan oleh pembangunan lapisan silikon dioksida dalam bahan.

Pasukan Universiti Kyoto mengarang bahan berasaskan silisid molibdenum mereka menggunakan kaedah yang dikenali sebagai "pemejalan arah", di mana logam lebur secara beransur-ansur memejal dalam arah tertentu.

Pasukan mendapati bahawa bahan homogen boleh dibentuk dengan mengawal kadar pemejalan komposit berasaskan silisid molibdenum semasa fabrikasi dan dengan melaraskan jumlah unsur terner yang ditambahkan pada komposit.

Bahan yang terhasil mula berubah bentuk secara plastis di bawah mampatan uniaksial melebihi 1000 °C. Selain itu, kekuatan suhu tinggi bahan meningkat melalui penghalusan struktur mikro. Menambah tantalum pada komposit adalah lebih berkesan daripada menambah vanadium, niobium atau tungsten untuk meningkatkan kekuatan bahan pada suhu sekitar 1400 °C. Aloi yang direka oleh pasukan Universiti Kyoto jauh lebih kuat pada suhu tinggi daripada superaloi berasaskan nikel moden serta bahan struktur suhu ultratinggi yang dibangunkan baru-baru ini, penyelidik melaporkan dalam kajian mereka yang diterbitkan dalam jurnal Sains dan Teknologi Bahan Termaju.


Masa siaran: Dis-26-2019