Исследователи из японского Университета Киото обнаружили, что композиты с содержанием силицида молибдена повышают эффективность работы лопаток газовых турбин.
Установленные на многих современных тепловых электростанциях работающих на природном газе, газовые турбины служат в качестве двигателей для выработки электроэнергии и, как правило, работают при температурах свыше 1600 °С, говорят исследователи. Никелевые турбинные лопатки, которые применяются в большинстве современных газовых турбинах, как правило, плавятся при температурах свыше 1400 °С, и, следовательно, требуют функцию охлаждения воздухом, чтобы позволить им надёжно функционировать.
Для разработки материалов с более высокими температурами плавления ученые Киотского университета исследовали свойства различных композиций на основе силицида молибдена путем включения и исключения дополнительных тройных элементов.
Газовая турбина 7HA.02 производства американской GE
Силицид молибдена в настоящее время применяется как высокотемпературный припой; как нагреватель в электропечах.
Японские исследователи изготовили композитный материал с включением силицида молибдена методом направленной кристаллизации, который предполагает затвердевание расплавленного металла постепенно в определенном направлении.
Команда обнаружила, что путем регулирования скорости затвердевания силицида молибдена на основе композиционного материала в процессе изготовления и изменения количества троичного элемента добавленного к композиту,может быть сформирован однородный материал.
Этот однородный материал под одноосным сжатием при температуре выше 1000 °С начинает пластически деформироваться, и его жаропрочность увеличивается за счет измельчения микроструктуры.
Ученые также определили, что добавление тантала также положительно сказывается на металле, повышая его жаропрочность, поскольку он улучшает прочность материалов даже при температуре свыше 1400 °С.