Исследователи разработали покрытие для защиты газотурбинных двигателей и компонентов сжигания отходов от тепла и окисления. Верхний слой покрытия в микромасштабе состоит из полых сфер оксида алюминия и обеспечивает теплоизоляцию. Этот способ является более экономичным по сравнению с обычными методами.
Многие устройства при работе подвергаются воздействию температур в 10000С, среди них газовые и паровые турбины для выработки энергии, камеры сгорания мусоросжигательного завода, датчики температуры, реакторы в химической и нефтехимической промышленности, для них остро стоит вопрос тепловой защиты. Газы проводят тепло гораздо хуже, чем твердые тела. Этот эффект используется, например, в газобетоне – тепловой барьер достигается за счет воздуха, заключенного в полостях бетона. Ученые из института Фраунгофера химической технологии, основываясь на этом эффекте, разработали покрытие, внешний слой которого состоит из соединенных сфер оксида алюминия. Эти сферы являются полыми и заполнены газом. Когда внешний слой покрытия подвергается температуре 10000С, то благодаря этим газонаполненным сферам температура на внутренней стороне покрытия составляет 6000С.
Теплоизолирующий слой из полых сфер оксида алюминия получается на основе обычного производственного процесса. Основной слой покрытия создается путем нанесения алюминиевого порошка на поверхность защищаемого металла и нагревания до соответствующей температуры в течение нескольких часов. В результате получается алюминиевое покрытие на поверхности компонента для защиты от окисления при высоких температурах. И дополнительно формируется внешний слой покрытия из полых сфер оксида алюминия.
Теперь ученые усовершенствовали процесс так, что возможно изготовить оба слоя покрытия требуемой толщины. Для этого берутся частицы алюминия и смешиваются с вязкой жидкостью – связующим веществом. Получается вещество похожее на краску, которое затем вручную наносят на металлическую деталь и подвергают нагреву.
В настоящее время ученые работают над автоматизацией процесса и разрабатывают новые варианты покрытий для различных рабочих температур.
