Il siliciuro di itterbio (Yb-Si) potrebbe diventare un materiale di rivestimento per le sezioni ad alta temperatura dei motori a turbina a gas degli aerei.
In un recente studio, gli scienziati dell’Università delle Scienze di Tokyo hanno dimostrato che il rapporto Yb/Si nel materiale e l’atmosfera circostante influenzano i processi di ossidazione in Yb-Si, aprendo la strada a turbine a gas più efficienti dal punto di vista energetico.
Alcune sezioni di motori aeronautici a turbina a gas, ampiamente usate negli aerei, raggiungono regolarmente temperature superiori a 1.200 gradi. I compositi a matrice ceramica fatti di carburo di silicio (SiC) sono dei possibili candidati, ma richiedono uno strato di rivestimento resistente al calore per prevenire l’ossidazione del SiC e la successiva evaporazione di SiO2, un processo che porta a una diminuzione del volume del materiale e a conseguenti difetti strutturali come grandi crepe.
I rivestimenti esistenti non sono in grado di impedire completamente questa ossidazione, quindi alcuni scienziati si sono concentrati sull’uso del siliciuro di itterbio (Yb-Si), perché può raggiungere punti di fusione elevati e gli ossidi sono principalmente silicati di Yb, che rimangono attaccati come uno strato di ossido e non lo fanno evaporare facilmente.
I risultati degli esperimenti hanno fornito informazioni significative su ciò che accade durante l’ossidazione di Yb-Si, che contribuiranno allo sviluppo di rivestimenti protettivi per motori aeronautici a turbina a gas. “Se è possibile realizzare un rivestimento in grado di resistere ad ambienti più difficili, le parti del motore diventeranno più resistenti al calore, il che naturalmente porterà a una maggiore efficienza del motore“, osserva il ricercatore Ryo Inoue.
Ulteriori progressi nella tecnologia di rivestimento dovrebbero ridurre i costi del trasporto aereo e il consumo di carburante, rendendo il volo più economico e meno dannoso per l’ambiente.