Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto đã phát hiện ra rằng molypden silicide có thể cải thiện hiệu suất của các cánh tuabin trong hệ thống đốt ở nhiệt độ cực cao.

Tua bin khí là động cơ tạo ra điện trong các nhà máy điện. Nhiệt độ hoạt động của hệ thống đốt của chúng có thể vượt quá 1600 ° C. Các cánh tuabin làm bằng niken được sử dụng trong các hệ thống này tan chảy ở nhiệt độ thấp hơn 200°C và do đó cần làm mát bằng không khí để hoạt động. Cánh tuabin làm từ vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao hơn sẽ tiêu thụ ít nhiên liệu hơn và dẫn đến lượng khí thải CO2 thấp hơn.

Các nhà khoa học vật liệu tại Đại học Kyoto của Nhật Bản đã nghiên cứu tính chất của các thành phần khác nhau của molypden silicide, có và không có các nguyên tố bậc ba bổ sung.

Nghiên cứu trước đây cho thấy việc chế tạo vật liệu tổng hợp dựa trên molypden silicide bằng cách ép và nung bột của chúng – được gọi là luyện kim bột – đã cải thiện khả năng chống nứt gãy ở nhiệt độ môi trường nhưng làm giảm độ bền nhiệt độ cao do sự phát triển của các lớp silicon dioxide trong vật liệu.

Nhóm nghiên cứu của Đại học Kyoto đã chế tạo vật liệu dựa trên molypden silicide bằng phương pháp được gọi là “hóa rắn định hướng”, trong đó kim loại nóng chảy rắn dần dần theo một hướng nhất định.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng một vật liệu đồng nhất có thể được hình thành bằng cách kiểm soát tốc độ hóa rắn của hỗn hợp gốc molypden silicide trong quá trình chế tạo và bằng cách điều chỉnh lượng nguyên tố bậc ba được thêm vào hỗn hợp.

Vật liệu thu được bắt đầu biến dạng dẻo khi nén một trục ở nhiệt độ trên 1000 °C. Ngoài ra, độ bền nhiệt độ cao của vật liệu tăng lên thông qua quá trình sàng lọc vi cấu trúc. Việc thêm tantalum vào hỗn hợp sẽ hiệu quả hơn việc thêm vanadi, niobium hoặc vonfram để cải thiện độ bền của vật liệu ở nhiệt độ khoảng 1400 °C. Các hợp kim do nhóm Đại học Kyoto chế tạo bền hơn nhiều ở nhiệt độ cao so với các siêu hợp kim gốc niken hiện đại cũng như các vật liệu cấu trúc nhiệt độ siêu cao mới được phát triển gần đây, các nhà nghiên cứu báo cáo trong nghiên cứu của họ được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến.