Courtesy of InterestingEngineering

Paduan Logam Baru Bertenaga Tinggi untuk Mesin Pesawat dan Turbin Gas

Mengembangkan paduan logam baru berbasis kromium, molibdenum, dan silikon yang tahan terhadap suhu ekstrem hingga sekitar 2.000°C, tidak rapuh pada suhu kamar, dan tahan oksidasi, sehingga dapat meningkatkan efisiensi mesin pesawat dan turbin gas dengan memungkinkan operasi pada suhu lebih tinggi.

10 Okt 2025, 20.47 WIB

223 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Paduan logam baru menawarkan potensi untuk meningkatkan efisiensi mesin pada suhu yang lebih tinggi.
Pengurangan konsumsi bahan bakar di industri penerbangan dapat dicapai dengan menggunakan material ini.
Penelitian ini berpotensi membawa kemajuan teknologi yang signifikan dalam aplikasi energi dan transportasi.

Karlsruhe, Jerman - Para peneliti di Karlsruhe Institute of Technology di Jerman telah berhasil mengembangkan paduan logam baru yang terbuat dari kromium, molibdenum, dan silikon. Paduan ini memiliki titik leleh sekitar 2.000°C, jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bahan yang umum dipakai saat ini. Keistimewaan paduan ini adalah kombinasi ketahanan terhadap suhu tinggi dan tahan oksidasi, serta bersifat tidak rapuh pada suhu kamar, yang merupakan masalah utama bahan refraktori sebelumnya.

Bahan logam yang dapat bertahan pada suhu tinggi sangat dibutuhkan untuk mesin pesawat terbang, turbin gas, dan perangkat medis seperti alat sinar-X. Namun, logam refraktori seperti tungsten dan molibdenum biasanya rapuh pada suhu rendah dan mudah berkarat saat terkena oksigen pada suhu sekitar 600°C hingga 700°C. Oleh karena itu, dalam industri biasanya digunakan superalloy berbasis nikel yang tahan suhu sekitar 1.100°C, tetapi suhu ini masih terlalu rendah untuk peningkatan efisiensi mesin.

Superalloy berbasis nikel yang sekarang dipakai mengandung banyak unsur logam langka agar tahan oksidasi dan tetap lentur pada suhu kamar. Namun, batas suhu operasi sekitar 1.100°C masih membatasi efisiensi pembakaran. Peneliti dari KIT berambisi menciptakan material baru yang mampu bertahan pada suhu lebih tinggi, sehingga bisa meningkatkan efisiensi turbin dan mengurangi konsumsi bahan bakar secara signifikan.

Paduan kromium-molybdenum-silikon yang baru ini tidak hanya memiliki titik leleh tinggi tapi juga tahan oksidasi bahkan dalam rentang suhu penting tersebut. Kondisi ini membuka kemungkinan penggunaan bahan ini untuk komponen mesin yang bekerja pada suhu di atas 1.100°C. Para peneliti percaya paduan ini dapat membawa kemajuan teknologi signifikan dan membantu mengurangi konsumsi bahan bakar hingga 5% untuk setiap kenaikan suhu 100°C di turbin.

Meski masih harus melalui banyak tahap pengembangan sebelum bisa diproduksi secara industri, penemuan ini memberikan harapan besar untuk memperbaiki efisiensi industri penerbangan dan pembangkit listrik berbasis turbin gas. Karena pesawat komersial panjang masih akan bergantung pada bahan bakar jet, peningkatan efisiensi ini akan membantu mengurangi emisi karbon dan mencapai tujuan lingkungan secara global.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/new-alloy-could-slash-fuel-consumption

Analisis Ahli

Professor Martin Heilmaier

"Superalloy yang ada sekarang terbatas pada suhu maksimum 1.100°C, dan paduan baru dapat menjawab kebutuhan suhu operasi yang lebih tinggi untuk efisiensi pembakaran optimal."

Dr. Alexander Kauffmann

"Paduan ini merupakan lompatan teknologi yang dapat mewujudkan komponen yang tahan operasional di atas standar suhu sebelumnya, membuka peluang efisiensi dan performa mesin yang jauh lebih baik."

Analisis Kami

"Penemuan ini sangat menjanjikan karena berhasil mengatasi kendala utama bahan refraktori sebelum ini, yakni kerapuhan dan oksidasi, yang selama ini membatasi penggunaannya di industri suhu tinggi. Jika paduan ini berhasil dikomersialisasikan, kita bisa lihat transformasi besar dalam desain dan kemampuan mesin jet dan turbin yang selama ini terhambat oleh batas suhu pada superalloy nikel."

Prediksi Kami

Dalam beberapa tahun ke depan, paduan logam baru ini mungkin akan diterapkan secara komersial di mesin pesawat dan turbin gas, memungkinkan peningkatan efisiensi bahan bakar dan pengurangan emisi CO2 secara signifikan, sekaligus membuka peluang pengembangan teknologi mesin dengan suhu operasi lebih tinggi.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditemukan oleh peneliti di Karlsruhe Institute of Technology?

Peneliti di Karlsruhe Institute of Technology menemukan paduan logam berbasis logam refraktori yang terdiri dari kromium, molibdenum, dan silikon.

Mengapa paduan logam refraktori ini penting untuk industri penerbangan?

Paduan logam refraktori ini penting karena dapat digunakan pada suhu yang jauh lebih tinggi, yang meningkatkan efisiensi mesin dan mengurangi konsumsi bahan bakar.

Apa kelebihan paduan baru dibandingkan dengan paduan logam lainnya?

Paduan baru ini tidak rapuh pada suhu kamar, memiliki titik lebur yang sangat tinggi, dan oksidasi yang lambat, berbeda dengan paduan logam refraktori lainnya.

Bagaimana peningkatan suhu operasi dapat mempengaruhi konsumsi bahan bakar?

Peningkatan suhu operasi sebesar 100°C dapat mengurangi konsumsi bahan bakar sekitar 5%, sehingga membantu mengurangi emisi CO2.

Apa tantangan yang masih harus dihadapi sebelum paduan ini dapat diterapkan secara industri?

Tantangan yang harus dihadapi termasuk pengembangan lebih lanjut untuk aplikasi industri dan memastikan keandalan material dalam kondisi operasi.