В «Сколтехе» исследуют ряд повышающих эффективность работы материалов для покрытия металлических деталей турбин

Исследователи из «Сколтеха» предложили ряд керамических материалов, чтобы покрывать металлические детали турбин для повышения эффективности работы. По словам учёных, если экспериментальная проверка материалов пройдёт успешно, газовые турбины на электростанциях смогут вырабатывать больше электроэнергии, а реактивные самолёты будут расходовать меньше топлива. Авторы описали методику поиска материалов термобарьерных покрытий в статье в Physical Review Materials, рассказали информационной службе Хабра в пресс‑службе «Сколтеха».

Новые термобарьерные покрытия защищают лопатки газовых турбин электростанций и реактивных двигателей самолётов. Сами лопатки изготавливают из прочных и устойчивых к коррозии и высоким температурам суперсплавов на основе никеля. Однако эти детали могут размягчаться и плавиться в суровых условиях эксплуатации турбины. Разработанное защитное покрытие позволяет повысить рабочую температуру турбины без ущерба для лопаток. По словам исследователей, коэффициент полезного действия в этом случае растёт вместе с температурой.

один из авторов исследования, заведующий Лабораторией дизайна материалов, профессор «Сколтеха»

«Сейчас термобарьерные покрытия делают из диоксида циркония с добавлением иттрия. Но если подобрать материал с ещё более низкой теплопроводностью, вы сможете получить от турбины больше полезной энергии, — объясняет. — Поиск таких материалов начинается с выявления перспективных кандидатов. Их свойства, в первую очередь теплопроводность, определяют вычислительными методами. В своей статье мы приводим ряд таких кандидатов и будем искать новых».

К материалу термобарьерного покрытия предъявляется ряд требований. Он должен иметь высокую температуру плавления и низкую теплопроводность. С расчётом