Japonští vědci našli kov, který vydrží při extrémně vysokých teplotách konstantní tlak. To otevírá příležitosti pro nový vývoj v oblasti proudových motorů a plynových turbín pro výrobu energie.
První studie tohoto druhu, publikovaná ve vědeckých zprávách, popisuje slitinu na bázi karbidu titanu (TiC) a dopovaného molybden-křemík-bor (Mo-Si-B) nebo MoSiBTiC, jehož pevnost při vysoké teplotě byla stanovena konstantní expozicí při teplotách od 1400 ° C až 1600 ° C
"Naše experimenty ukazují, že MoSiBTiC je neuvěřitelně silný ve srovnání s pokročilými jednočipovými superslitinami niklu, které se často používají v horkých oddílech v tepelných motorech, jako jsou proudové motory a plynové turbíny pro výrobu energie," uvedl hlavní autor profesor Kyosuke Yoshimi z Tohoku University of Engineering Engineering Engineering. … "Tato práce naznačuje, že MoSiBTiC, jako vysokoteplotní materiál mimo rozsah niklové superslitiny, je slibným kandidátem pro tuto aplikaci."
Yoshimi a jeho kolegové informovali o několika vlastnostech, což naznačuje, že slitina odolává destruktivním silám při extrémně vysokých teplotách bez deformace. Pozorovali také chování slitiny, když byly vystaveny rostoucím silám, když se v ní začaly tvořit trhliny a rostly, dokud se nakonec nerozbila.
Trojrozměrná struktura první generace slitiny MoSiBTiC.
Účinnost tepelných motorů je klíčem pro budoucí těžbu energie z fosilních paliv a její další přeměnu na elektřinu a pohon. Zlepšení jejich funkčnosti může určit, jak efektivně převádíme energii. Creep - Schopnost materiálu odolávat působení extrémně vysokých teplot je důležitým faktorem, protože zvýšené teploty a tlaky způsobují deformaci. Pochopení dotvarování materiálu může technikům pomoci navrhnout efektivní tepelné motory, které vydrží i extrémní teplotní podmínky.
Vědci testovali slitinové tečení po dobu 400 hodin při tlacích od 100 do 300 MPa. Všechny experimenty byly prováděny na počítači řízeném testu ve vakuu, aby se zabránilo oxidaci materiálu a pronikání vlhkosti, což by mohlo způsobit rez na slitině.
Studie říká, že slitina zažívá větší protažení, když je dopad snížen. Vědci vysvětlují, že toto chování bylo dříve pozorováno pouze u superplastických materiálů, které vydrží předčasné selhání.
Propagační video:
Tyto detekce jsou důležitým znakem pro použití MoSiBTiC v systémech pracujících při extrémně vysokých teplotách, jako jsou systémy přeměny energie v automobilech, pohonné systémy a pohonné systémy v letecké a raketové vědě. Vědci uvádějí, že ještě musí provést několik dalších mikrostrukturálních analýz, aby plně porozuměli mechanice slitiny a její schopnosti zotavit se z vysokých tlaků při vysokých teplotách.
„Naším konečným cílem je vynalézt inovativní materiál pro extrémně vysoké teploty, který překonává superslitiny na bázi niklu a nahradí lopatky turbíny vyrobené z niklových superslitin novými lopatkami s ultra vysokou teplotou,“říká Yoshimi. „Proto musíme dále zlepšit odolnost MoSiBTiC proti oxidaci vývojem slitiny, aniž by došlo k poškození jejích výjimečných mechanických vlastností. A to je obtížný úkol. “
Vladimir Guillen