Российскими учеными впервые проведено систематическое исследование высокотемпературных оксидных материалов на основе соединений редкоземельных элементов, гафния и тантала. Полученные результаты позволяют предложить перспективные химически стойкие материалы для термобарьерных покрытий, значительно повышающих эффективность и срок службы газотурбинных установок. Они также могут быть использованы для создания новых твердотопливных оксидных элементов. Статья о проведенном исследовании опубликована в журнале Ceramics International. Информацией об этом делится ТАСС, ссылаясь на пресс-службу Российской академии наук.
“Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова Российской академии наук провели первое систематическое исследование высокотемпературных оксидных материалов на основе соединений редкоземельных элементов, гафния и тантала. Исследователи предложили перспективные химически стабильные материалы для термобарьерных покрытий, которые могут существенно повысить эффективность и увеличить жизненный цикл газовых турбин, а также быть использованы для создания новых твердотопливных оксидных элементов”, – рассказывается на сайте академии.
Известно, что современные газотурбинные установки – это сложные и дорогостоящие устройства, поэтому во всем мире ведутся работы по их совершенствованию, повышению надежности и ресурса, а также снижению нагрузки на окружающую среду за счет уменьшения расхода топлива на единицу вырабатываемой энергии. Эффективность таких установок зависит от температуры рабочих газов: чем выше температура, тем меньше топлива требуется для производства той же мощности.
Учеными получены уникальные данные о характеристиках высокотемпературных оксидных материалов на основе танталатов, гафнатов и редкоземельных элементов, температура плавления которых превышает 2000°C. Исследователи описали их термодинамические свойства, тепловое расширение, теплопроводность и электрофизические характеристики. Кроме того, было изучено взаимодействие соединений с оксидами магния, кальция, алюминия и кремния для оценки химической стойкости покрытий деталей электростанций к воздействию взвешенных в воздухе частиц.
“Полученные нами результаты необходимы как для модельных расчетов в экстремальных температурных диапазонах, недоступных для экспериментальных исследований, так и для определения технологических параметров получения термобарьерных покрытий”, – делится Константин Гавричев, один из авторов исследования, научный сотрудник ИОНХ РАН.
