Комбинированный материал выдерживает экстремальные температуры
Исследователи Южно-Уральского государственного университета создали инновационное термобарьерное покрытие на основе силикатного стекла и алюминиевого сплава, способное значительно повысить КПД двигателей внутреннего сгорания. Как сообщил старший научный сотрудник Политехнического института ЮУрГУ, доктор химических наук Дмитрий Жеребцов, новое покрытие толщиной 1,34 мм отличается низкой пористостью (всего 1–2%), гладкой поверхностью и высокой термостойкостью.
Материал был получен методом детонационного напыления: частицы порошка ускорялись до скорости 500–1000 м/с за счёт управляемого взрывного импульса. В качестве исходных компонентов использовались алюминиевый сплав АК4 (содержание алюминия — 91–94%) и обычное силикатное стекло.
По словам Жеребцова, ни один из компонентов по отдельности не обеспечивал требуемых характеристик: стекло склонно к растрескиванию, а чистый алюминий при напылении формирует неровные «застывшие сосульки». Однако в комбинации они проявляют синергетический эффект: стекло расширяет спектр излучения в газовой струе, что способствует более полному расплавлению алюминиевых частиц, а алюминий, в свою очередь, связывает стеклянные фрагменты, обеспечивая механическую прочность покрытия.
Разработанное покрытие выполняет функцию эффективного теплоизолятора, снижая теплопередачу от горячих продуктов сгорания к металлическим деталям двигателя, в частности — к поршням. Это позволяет поднять рабочую температуру в камере сгорания, что напрямую повышает термодинамическую эффективность мотора и сокращает расход топлива.