В России разработали сверхжаропрочную керамику для авиадвигателей будущего, выдерживающую 2000°C

Отечественные исследователи создали инновационную керамику, способную сохранять структурную целостность при экстремальном нагреве до 2000 °C. Соединение на базе двойного перовскита Ba2YNbO6 рассматривается как перспективный материал для внешнего термобарьерного слоя в камерах сгорания авиадвигателей и газотурбинных установках. Результаты научной работы, о которой проинформировала пресс-служба Сколтеха, были опубликованы в авторитетном издании Ceramics International.

Визуализация подготовлена нейросетью Grok

Эффективная эксплуатация современных энергетических и авиационных агрегатов немыслима без материалов, выдерживающих температуры свыше 1200 °C. Традиционные покрытия на основе диоксида циркония при чрезмерном нагреве подвергаются деградации, что сокращает срок службы узлов. Ученые из Сколтеха и Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН применили междисциплинарный подход, объединив возможности суперкомпьютерного моделирования с лабораторными испытаниями.

Применяя методы машинного обучения и молекулярной динамики, авторы исследования спрогнозировали показатели теплопроводности и термического расширения. Впоследствии был проведен синтез порошка и изготовлены высокоплотные керамические образцы. Экспериментальная проверка подтвердила феноменальную термостабильность: материал не расплавился даже при достижении порога в 2000 °C.

Теплопроводность новой керамики при 1000 °C зафиксирована на уровне 1,9 Вт/(м·К), что является более эффективным показателем по сравнению с нынешними аналогами. Коэффициент теплового расширения практически совпадает с параметрами металлических лопаток турбин, что исключает возникновение трещин при резких температурных перепадах. Механические характеристики, включая жесткость и нанотвердость, полностью соответствуют требованиям авиакосмической отрасли.

По мнению представителей Сколтеха, данная разработка станет ключевым этапом в проектировании двигателей будущего. Внедрение подобных материалов позволит значительно повысить КПД силовых установок, оптимизировать расход топлива и существенно увеличить эксплуатационный ресурс техники.

 

Источник: iXBT