Kyoto Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, molibden silisitlerin ultra yüksek sıcaklıktaki yanma sistemlerinde türbin kanatlarının verimliliğini artırabildiğini buldu.

Gaz türbinleri enerji santrallerinde elektrik üreten motorlardır. Yanma sistemlerinin çalışma sıcaklıkları 1600 °C'yi aşabilmektedir. Bu sistemlerde kullanılan nikel bazlı türbin kanatları 200 °C daha düşük sıcaklıklarda erimekte ve dolayısıyla çalışması için hava soğutmasına ihtiyaç duymaktadır. Daha yüksek erime sıcaklıklarına sahip malzemelerden yapılan türbin kanatları daha az yakıt tüketimi gerektirecek ve daha düşük CO2 emisyonlarına yol açacaktır.

Japonya'nın Kyoto Üniversitesi'ndeki malzeme bilimcileri, ek üçlü elementler içeren ve içermeyen çeşitli molibden silisit bileşimlerinin özelliklerini araştırdılar.

Önceki araştırmalar, toz metalurjisi olarak bilinen, molibden silisit bazlı kompozitlerin tozlarını presleyerek ve ısıtarak üretmenin, ortam sıcaklıklarında kırılmaya karşı dirençlerini artırdığını, ancak malzeme içindeki silikon dioksit katmanlarının gelişmesi nedeniyle yüksek sıcaklık mukavemetlerini düşürdüğünü gösterdi.

Kyoto Üniversitesi ekibi molibden silisit bazlı malzemelerini, erimiş metalin belirli bir yönde aşamalı olarak katılaştığı "yönlü katılaşma" olarak bilinen bir yöntem kullanarak üretti.

Ekip, imalat sırasında molibden silisit bazlı kompozitin katılaşma oranının kontrol edilmesi ve kompozite eklenen üçlü elemanın miktarının ayarlanmasıyla homojen bir malzemenin oluşturulabileceğini buldu.

Ortaya çıkan malzeme 1000 °C'nin üzerinde tek eksenli sıkıştırma altında plastik olarak deforme olmaya başlar. Ayrıca malzemenin yüksek sıcaklık dayanımı, mikroyapının iyileştirilmesi yoluyla artar. Kompozite tantal eklemek, 1400 °C civarındaki sıcaklıklarda malzemenin mukavemetini arttırmak için vanadyum, niyobyum veya tungsten eklemekten daha etkilidir. Araştırmacılar, Science and Technology of Advanced Materials dergisinde yayınlanan çalışmalarında, Kyoto Üniversitesi ekibi tarafından üretilen alaşımların, modern nikel bazlı süper alaşımlardan ve yakın zamanda geliştirilen ultra yüksek sıcaklıktaki yapısal malzemelerden çok daha güçlü olduğunu belirtiyorlar.