Uso della ceramica a base di ossido nelle turbine a gas
Il bisogno di migliorare continuamente le prestazioni delle turbine a gas richiede l'utilizzo di nuovi materiali per componenti fondamentali. Le superleghe attualmente utilizzate hanno quasi raggiunto il loro limite fisico. Il progetto CERCO si è occupato dei possibili vantaggi derivanti dall'uso della ceramica nelle turbine a gas. Uno di questi vantaggi è la capacità di aumentare la temperatura d'ingresso della turbina a oltre 1.400°C. Una turbina a gas fissa completamente operativa otterrebbe poi un aumento del 20% del rendimento termico e del 40% della potenza utile. Questo in confronto ad un motore completamente in metallo con componenti raffreddati ad aria. Si riteneva anche che l'utilizzo della ceramica avrebbe ridotto le emissioni di ossidi di azoto (NOx) a meno di 10ppm. Tra i principali ostacoli ad un maggiore uso della ceramica strutturale nei motori a turbina a gas vi era la dimostrazione dei componenti nei motori reali. Un ulteriore ostacolo era lo sviluppo di materiali creati appositamente per condizioni di carico specifiche. Lo scopo globale del progetto CERCO era utilizzare la ceramica per migliorare le prestazioni di piccole turbine a gas fisse. L'obiettivo è stato raggiunto sostituendo in maniera selettiva i componenti metallici della sezione calda con parti formate da ceramica non raffreddata. Sono stati creati e caratterizzati composti a matrice ceramica a base di ossido (CMC) che usano rivestimenti in fibra in base alla resistenza meccanica, alla densità e al comportamento ad elevate temperature. Sono state sviluppate anche tecniche produttive per complessi prototipi di turbine, come una copertura ed un combustore. I risultati dei test hanno indicato che il materiale sviluppato aveva buona prestazioni nell'utilizzo a lungo termine a temperature fino a 1.050°C. Oltre questa temperatura il materiale si degrada, anche se si potrebbe ancora usare per applicazioni ad elevate temperature a breve termine, come gli ugelli dei razzi e i sistemi di protezione termica.
