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Non c'è niente da temere!

L'industria aerospaziale europea si sta impegnando a sviluppare materiali innovativi per i componenti dei velivoli che dimostrano migliori prestazioni e allo stesso tempo facilitano la riduzione delle emissioni di biossido di carbonio (CO2). I ricercatori finanziati dall'UE hanno fatto ricerche sulle nuove leghe con migliori capacità di resistenza alle temperature elevate, che promettono di ridurre il peso e di aumentare l'efficienza, il che porta a un minore consumo di carburante e quindi a un minore inquinamento.
Non c'è niente da temere!
Le "superleghe" a elevate prestazioni sono composti di metallo in due o più elementi che offrono proprietà e prestazioni superiori durante l'esposizione prolungata a temperature molto alte. Sono ampiamente utilizzate nelle lame delle turbine dei motori jet che sono soggette alle condizioni più estreme all'interno del motore.

Per queste applicazioni, il componente principale in lega è spesso il nickel (Ni). I ricercatori europei hanno creato il progetto Ultmat ("Ultra high temperature materials for turbines") per eseguire studi su nuove leghe a base di molibdeno (Mo) e niobio (Nb)-silicide con una maggiore resistenza alle temperature elevate rispetto alle superleghe a base di Ni per la produzione di motori per velivoli/elicotteri e di turbine a gas a terra.

I ricercatori del progetto hanno prima sviluppato e caratterizzato numerosi composti in lega per stabilire quali potessero soddisfare meglio le specifiche. Hanno cercato materiali che potessero funzionare con successo a temperature di 100-150 gradi Celsius superiori rispetto alle attuali leghe a base di NI, offrendo allo stesso tempo una buona duttilità, forza meccanica, resistenza allo strisciamento (resistenza alla deformazione sotto carichi sostenuti ad elevate temperature) e resistenza all'ossidazione.

Inoltre, poiché la chiave alla commercializzazione è la fattibilità di produzioni su larga scala, i partner di Ultmat hanno prodotto grandi quantità dei materiali selezionati utilizzando procedure e attrezzature industriali standard, convalidando in questo modo l'utilità industriale dei materiali. Le leghe a base di Mo-silicide hanno dimostrato proprietà meccaniche soddisfacenti e la resistenza all'ossidazione, mentre le leghe a base di Nb-silicide hanno dimostrato un'eccellente resistenza allo strisciamento.

I ricercatori hanno inoltre effettuato ricerche sui rivestimenti e sulle tecniche di deposito per le leghe a base di Nb-silicide, che hanno migliorato la resistenza alla temperatura dei componenti della turbina al di sopra degli 800 gradi Celsius. Inoltre, hanno creato un database di proprietà fisiche, termiche e meccaniche delle leghe relative all'applicazione nelle sezioni calde delle turbine a gas.

Il progetto Ultmat ha contribuito con successo ad una caratterizzazione precisa e alla comprensione delle promesse e delle limitazioni delle leghe a base di Mo e Nb-silicide per la produzione di componenti della turbina soggetti a temperature molto elevate. Gli esiti dello studio offrono il potenziale per il futuro sviluppo di componenti della turbina basati su questi materiali, che causerà una riduzione del consumo di carburante e delle emissioni di CO2 e un aumento dell'efficienza. Gli avanzamenti in quest'area miglioreranno la competitività europea nel mercato dei materiali ad elevate prestazioni, offrendo vantaggi in termini di costi e vantaggi ambientali ai consumatori europei.

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