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慧正資訊，Skoltech研究人員研發(fā)出一種陶瓷樹(shù)脂材料，該材料可用于制造金屬涂料來(lái)提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率，如果進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)成功的話，這些陶瓷涂層將可以幫助發(fā)電廠生產(chǎn)出更多的電力，并且還可以幫助噴氣式飛機(jī)消耗更少的燃料。
熱噴涂金屬涂料常用于保護(hù)發(fā)電廠和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片。葉片本身由鎳基的高溫合金制成，該材料不僅可以在高溫狀態(tài)下保持機(jī)械強(qiáng)度，并且還可以將韌性和抗熱降解等性能完美結(jié)合。但是，隨著應(yīng)用溫度變得非常熱的時(shí)候，超級(jí)合金也會(huì)出現(xiàn)軟化，甚至熔化。
而高性能的金屬涂層就可以確保渦輪葉片可以在更高的溫度下正常運(yùn)行，而不會(huì)影響其性能。在這種環(huán)境下，更高的溫度就意味著更高的效率。
Skoltech研究所的Artem R. Oganov表示，目前涂層主要是由氧化釔進(jìn)行保護(hù)的氧化鋯制成，如果能找到更高溫度下的穩(wěn)定材料，將有助于從渦輪機(jī)中獲得更多的有效功率。為了找到這樣的新材料，Skoltech研究所的研究人員通過(guò)一系列的測(cè)試，確定了相關(guān)材料特性（特別是導(dǎo)熱系數(shù)）的最佳方法，并且發(fā)布論文列出了一些極具應(yīng)用價(jià)值的候選材料，目前這一研究還在繼續(xù)。
熱噴涂的技術(shù)涂料必須滿足多項(xiàng)需求，尤其是要求具有非常高的熔點(diǎn)和非常低的導(dǎo)熱系數(shù)，尤其是導(dǎo)熱系數(shù)非常難于計(jì)算，因?yàn)樗Q于晶體中復(fù)雜的“非諧波”效應(yīng)。此外，加熱時(shí)，材料的膨脹速度應(yīng)與高溫合金大致相同，否則它會(huì)從表面剝落。
Skoltech研究人員介紹，該材料不應(yīng)在室溫和渦輪機(jī)工作溫度之間經(jīng)歷任何相變，否則會(huì)導(dǎo)致涂層破裂。它還應(yīng)能承受高溫下灰塵顆粒和氧氣的影響，并防止氧離子到達(dá)底層金屬并將其氧化。
這有點(diǎn)出乎意料，因?yàn)榇祟惸M涉及大量計(jì)算和廣泛的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度很高，于是項(xiàng)目組通過(guò)AI模擬而來(lái)原子之間的相互作用，來(lái)簡(jiǎn)化了計(jì)算方法。
Skoltec是作為一所學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，Skoltech的首要使命是在目標(biāo)領(lǐng)域取得卓越的學(xué)術(shù)成就。學(xué)術(shù)成就通過(guò)學(xué)者、工程師、學(xué)生和校友建立的商業(yè)公司來(lái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值。
Skoltech 的研究已經(jīng)重點(diǎn)介紹了一些有望超越目前冠軍的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯的材料。其中包括鈮酸釔（Y3NbO7）、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BaLaMgTaO6和BaLaMgNbO6以及另外七種材料。也就是說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算搜索，以確定可能的備份選項(xiàng)以及仍然存在的潛在更好的候選者。
本文報(bào)道的研究得到了俄羅斯科學(xué)基金會(huì)撥款號(hào) 23-13-00117 和 19-72-30043 的支持。
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