Las turbinas de generación de energía y los aviones modernos dependen de piezas maquinadas con precisión que pueden soportar fuertes fuerzas mecánicas en entornos de alta temperatura. En muchos casos, temperaturas de funcionamiento más altas conducen a un rendimiento más eficiente. Esto motiva la búsqueda de nuevas aleaciones metálicas de temperatura ultra alta que puedan mantener su forma y resistencia a temperaturas en las que el acero ordinario se derretiría.

Sobre la base de su investigación sobre una aleación mixta prometedora, un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka ha logrado un nuevo avance al agregar metales para generar una estructura única que muestra un rendimiento excepcional.

"Nuestra aleación anterior era una mezcla de diferentes disilicidas de metales de transición, que estaban dispuestos en una estructura laminar, "dice el autor principal Koji Hagihara." Aunque el rendimiento de la aleación fue bueno, no cumplía con los requisitos de tenacidad a temperatura ambiente y aún mostraba cierta deformación a temperaturas muy altas ".

Los disilicidas de metales de transición son aleaciones ligeras con buena resistencia a altas temperaturas, ideal para aplicaciones de temperaturas ultra altas. El equipo de Osaka combinó previamente dos tipos diferentes de disilicidas de metales de transición para formar una estructura microscópica con capas alternas de diferentes aleaciones de cristal. Esta disposición "laminar" mejoró la resistencia de la aleación, pero persistieron algunos problemas debido a la baja resistencia a lo largo de la dirección paralela a la interfaz de dos fases.

Ahora, el equipo ha agregado dos nuevos metales a la mezcla de aleación para formar una "microestructura de láminas cruzadas". Los metales añadidos hacen que crezcan nuevos cristales, que penetran en la estructura de la capa de cristal, similar a las grapas que perforan una pila de papel. Este efecto evita la deformación paralela a la interfaz laminar y mejora considerablemente el rendimiento mecánico de la aleación.

"Otros investigadores deberían tomar nota de esta microestructura de láminas cruzadas única como una forma de mejorar la resistencia a la fluencia a alta temperatura y la resistencia a la fractura en aleaciones de temperatura ultra alta". ", dice el líder del grupo Takayoshi Nakano." El rendimiento de nuestra aleación está ahora más cerca de satisfacer las demandas de las aplicaciones prácticas de ingeniería. Las ganancias de eficiencia del uso de materiales de temperatura ultra alta en turbinas de gas y motores a reacción podrían tener un impacto real en las emisiones de CO2 y el calentamiento global ".