Российские ученые впервые систематически исследовали высокотемпературные оксидные материалы на основе соединений редкоземельных элементов, гафния и тантала. Результаты работы предлагают перспективные химически стойкие материалы для термобарьерных покрытий, которые могут значительно повысить эффективность и увеличить срок службы газотурбинных установок. Также их можно будет применять для создания новых твердотопливных оксидных элементов. Статья опубликована в журнале Ceramics International.
Современные газотурбинные установки представляют собой сложные и дорогостоящие устройства. Во всем мире идет работа по их усовершенствованию, повышению надежности, увеличению ресурса и снижению экологической нагрузки. Эффективность установок зависит от температуры рабочих газов — чем она выше, тем меньше топлива нужно для достижения мощности. Немаловажное значение имеет и защита конструкционных элементов от воздействия загрязнений, содержащихся в воздухе. Поэтому возникает потребность в инновационных подходах к совершенствованию и разработке нового поколения защиты деталей.
Ученые из ИОНХ РАН, ИХФ РАН, НИТУ МИСИС и МГУ получили уникальные данные о характеристиках высокотемпературных оксидных материалов на базе танталатов, гафнатов и редкоземельных элементов, температуры плавления которых превышают 2000°C. Исследователи описали их термодинамические свойства, термическое расширение, теплопроводность и электрофизические характеристики. Также ученые исследовали взаимодействие соединений с оксидами магния, кальция, алюминия и кремния, чтобы оценить химическую устойчивость покрытий деталей энергоустановок к воздействию взвешенных в воздухе частиц. Также авторы изучили условия синтеза керамических материалов заданного состава и структуры.
«Полученные нами результаты необходимы как для модельных расчетов в экстремальных температурных диапазонах, недоступных для экспериментального исследования, так и для определения технологических параметров получения термобарьерных покрытий», — говорит руководитель исследования по гранту РНФ Константин Гавричев, заведующий лабораторией термического анализа и калориметрии ИОНХ РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
