Belli kapasite ve ölçülerdeki bir jet motorunda, yanma odasındaki ısı (enerji) ne kadar yüksek olursa dışarı attığınız enerjide o kadar yüksek olacaktır. Dışarı attığınız enerji oranında itki yaratırsınız.
Yani ne kadar yüksek ısı, o kadar yüksek itki.
Bu isterler ile yüksek ısıya en çok maruz kalan yüksek basınç (HP) türbin kanatlarının çok yüksek evsafta yapılması gereksinimi ortaya çıkar. Bu şartlara uyan en iyi alaşım, “nikel süper alaşımlar”. Türbine giren sıcak havanın ısısı 1300 santigrat tan bugün 2000 santigrat üzerine çıkmış vaziyette. Bu ısılara hiç bir metal dayanamaz erir. Ancak nikel süper alaşımlar çok yüksek ısılara dayanabiliyorlar. Ama onlarında bir sınırı var.
Önce “directionally solidified crystal” teknolojisi (DSC) ile nikel süper alaşımlar dökülerek kristal katmanlardan oluşan türbin kanatçıkları yapılmış. (Rus ve Ukrayna motor teknolojisi). Ancak yüksek ısıda bu katmanlar birbiri üzerinde kayınca tek bir kristalden oluşan DSC lerden, kanatçık imalatına başlanmış. (İlk nesil tek kristal)
Bu kristalleri dökerken içerisine eklenen malzemelere Rhenium eklendiğinde ısıl performansın arttığı keşfedilmiş. (2nci nesil tek kristal)
Derken alaşımlardaki Rhenium oranında ve diğer metallerin % miktarlarında değişiklikler yapılarak 3üncü nesil kristal kanatlar yapılmış. (1996) Esas olarak 3 ana nesil var. Gerisi için ise, her yeni bir alaşımla 20-30 santigrat derece ısı dayanıklılığı elde edilince yeni bir nesil eklemesi yapmışlar.
Şu anda 6ncı nesil mevcut. Ama bir taraftan da “Hybrid Ceramic Matrix Composite” malzemelerden oluşan kanatçık teknolojisi geliştiriliyor.
https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2003/Superalloys/SX/SX.htmlhttps://patents.google.com/patent/US20070072007A1/enNikel süper alaşımlarda da her metalde olan “Creep” denilen bir deformasyon olayı var. Yüksek ısı ve yüksek stres altında metal yorulmasıyla birlikte “Creep” bu alaşımların direncini yok ediyor. Onun için metal alaşım üzerindeki ısıyı düşürmek için kanatçıkları içerisinden havanın geçeceği delikler açılıyor. En son olarakta kanatçıklar seramik malzeme ile kaplanıyor. Ama buna rağmen kanatçıkların ömürleri sınırlı. Bilhassa yüksek hızda (onbinlerce devir/dakika) dönen kanatçıklar üzerindeki merkezkaç güçler “Creep” olayını hızlandırıyor. Kanatçık ebadı büyüdükçe ( büyük çaplı motor) bu stres miktarı da artıyor.