Ученые «Сколтеха», Института неорганической химии СО РАН и других научных организаций разработали новый керамический материал на основе двойного перовскита, способный выдерживать экстремальный нагрев — свыше 2000 градусов Цельсия.
Об этом сообщили в пресс-службе «Сколтеха». Материал предназначен для теплозащитных покрытий деталей, работающих в условиях сверхвысоких температур, прежде всего в авиационных двигателях и газовых турбинах энергоустановок. Современная авиация и энергетика остро нуждаются в таких решениях, поскольку используемый сегодня диоксид циркония начинает терять свойства уже при перегреве выше 1200 градусов, что ограничивает ресурс техники.
Ученые впервые применили комплексный подход, сочетающий суперкомпьютерное моделирование и реальные эксперименты. С помощью машинного обучения и молекулярной динамики они рассчитали поведение атомов в кристаллической решетке при нагреве, что позволило предсказать ключевые характеристики материала. Затем специалисты ИНХ СО РАН синтезировали порошок и методом искрового плазменного спекания получили плотные керамические образцы, сообщает ТАСС.
Испытания подтвердили уникальные свойства разработки. Новая керамика не расплавилась даже при нагреве почти до 2000 градусов. При рабочей температуре 1000 градусов ее теплопроводность оказалась ниже, чем у нынешнего стандарта, а коэффициент теплового расширения близок к металлу лопаток, что предотвращает растрескивание при циклических нагрузках. Механические свойства сопоставимы с существующими аналогами.
Руководитель исследования, профессор «Сколтеха» Артем Оганов отметил, что расчеты на основе нейросетевых потенциалов практически идеально совпали с экспериментальными данными. Это открывает возможность не просто объяснять свойства известных материалов, а уверенно предсказывать новые соединения для сложнейших инженерных задач.
