Sodobne turbine letal in generatorjev so odvisne od natančno strojno izdelanih delov, ki morajo prestati velike sile ter visoke temperature. V mnogih primerih višja temperatura zagotavlja tudi višje izkoristke, kar je dobra motivacija za iskanje novih zlitin odpornih na ultra visoko temperaturo, ki svojo obliko in trdnost ohranijo tudi pri takšnih temperaturah, pri katerih bi se navadno jeklo že stalilo.
Raziskovalci univerze v Osaki so pri raziskovanju nove obetavne mešane zlitine prišli do velikega napredka z dodajanjem kovin, s katerim so ustvarili unikatno strukturo kovine, ki daje izjemne rezultate.
“Naša prejšnja zlitina je bila mešanica različnih šibkih kovin spojenih s silicijem (disilicidi), ki so bili urejeni v večplastno strukturo” pravi glavni avtor Koji Hagihara. “Čeprav so bile lastnosti tega materiala dobre, ni bil dovolj trden na sobni temperaturi, ter se je rahlo deformiral pri visokih temperaturah.”
Disilicidi šibkih kovin so lahke zlitine z dobro temperaturno obstojnostjo in so idealne za uporabo pri ultravisokih temperaturah. Raziskovalci iz Osake so poprej združevali dva različna disilicida v mikrostrukturo, da so se atomski kristali enega in drugega disilicida izmenjevali po plasteh. Ta plastna struktura se je pokazala kot zelo obstojna, problemi pa so izvirali iz pravokotne smeri na smer nalaganja plasti, saj v tej smeri ni bilo plasti, ki bi strukturo ojačile.
Sedaj je ekipa prvotni zlitini dodala dve novi zlitini, ki skupaj tvorita mrežno mikrostrukturo. S pomočjo dodatnih zlitin se v smeri pravokotno na prvotne plasti oblikujejo kristali, ki povzročijo plastovitost tudi v pravokotni smeri na prvotno. Ta mrežna plastovitost zagotavlja obstojnost materiala v vse smeri, kar izboljša lastnosti zlitine.
“Drugi raziskovalci naj bodo pozorni na to navzkrižno plastovito mikrostrukturo, saj je ključ do zmanjšanja toplotne deformacije in pokanja zlitin odpornih na ultravisoke temperature.” pravi vodja ekipe, Takayoshi Nakano. “Lastnosti naše zlitine so bližje tistim, ki jih zahtevajo praktične inženirske potrebe. Povečanje učinkovitosti ob uporabi teh materialov v plinskih turbinah in letalskih motorjih bi lahko občutno zmanjšalo emisije CO2 in posledično globalno segrevanje.”
www.rdmag.com
