Японські фізики створили новий сплав, що витримує надвисокі температури

Вчені з Університету Тохоку створили метал, який витримує температуру до 1,4-1,8 тисячі градусів Цельсія. Дане відкриття дозволить побудувати нові типи реактивних двигунів і газових турбін для генерації електроенергії.

На сайті компанії “Торгівельний дім “Арсенал-Україна” https://arsenalua.com/ ви можете на вигідних умовах замовити якісну хімічну сировину, метали і сплави, бурові компоненти.

Перше у своєму роді дослідження, опубліковане в журналі Scientific Reports, описує сплав на основі карбіду титану (TiC) і легованого молібден-кремній-бору (Mo-Si-B), або MoSiBTiC, високотемпературна міцність якого визначили постійним впливом при температурах від 1400 ° C до 1600 ° C. 

«Наші експерименти показують, що сплав MoSiBTiC неймовірно міцний порівняно з передовими однокристальними нікелевими суперсплавами, часто використовуваними в гарячих відсіках теплових двигунів на кшталт авіаційних реактивних двигунів і газових турбін для генерації електроенергії, - каже провідний автор дослідження професор Кіосуке Йосімі з Вищої інженерної школи Університету Тохоку . - Ця робота передбачає, що MoSiBTiC, будучи високотемпературним матеріалом, що не входять до числа суперсплавів на основі нікелю, - багатообіцяючий кандидат для застосування в цій області». 

Йосімі і його колеги повідомили про декілька властивості, що вказують на витримування сплавом руйнівних сил при надвисоких температурах без деформації. Вони також спостерігали поведінку сплаву при впливі на нього зростаючих сил, коли в ньому стали утворюватися і зростати тріщини, поки він в результаті не розламався.

Ефективність теплових двигунів - ключ до майбутньої видобутку енергії з викопного палива і його подальшого перетворення в електроенергію і рухову силу. Поліпшення їх функціональності може визначити, наскільки ефективно ми перетворимо енергію. Повзучість - здатність матеріалу витримувати дію при надвисоких температурах - важливий фактор, так як підвищені температури і тиск призводять до деформації. Розуміння повзучості матеріалу може допомогти інженерам сконструювати ефективні теплові двигуни, здатні витримувати екстремальні температурні умови. 

Дослідники випробовували повзучість сплаву протягом 400 годин при тисках від 100 до 300 МПа. Всі експерименти проводили на керованій комп’ютером випробувальній установки в вакуумі для попередження окислення матеріалу і попадання на нього вологи, через яку на сплаві могла утворитися іржа. 

У дослідженні говориться, що сплав відчуває більше подовження при зменшенні впливу. Вчені пояснюють, що раніше така поведінка спостерігалося тільки у надпластичні матеріалів, здатних протистояти передчасного руйнування. 

Ці дослідження - важливий знак для використання MoSiBTiC в системах, що функціонують на екстремально високих температурах - на зразок систем перетворення енергії в автомобілях, силових установок і рухових систем в авіації та ракетобудуванні.