Ученые из Сколтеха и Института неорганической химии СО РАН создали новую керамику на основе двойного перовскита Ba₂YNbO₆, способную выдерживать температуры свыше 2000 градусов Цельсия. Материал предназначен для теплозащитных покрытий в авиадвигателях и газовых турбинах.
Современные покрытия из диоксида циркония теряют свойства при перегреве свыше 1200°C, поэтому для повышения ресурса двигателей требуются новые материалы. Ученые впервые применили комплексный подход: с помощью суперкомпьютеров и машинного обучения в Сколтехе они смоделировали поведение атомов при нагреве, а затем специалисты Института неорганической химии синтезировали образцы методом искрового плазменного спекания.
Эксперименты подтвердили расчеты: керамика не расплавилась даже при 2000°C. При рабочей температуре 1000°C ее теплопроводность оказалась ниже, чем у существующих аналогов (около 1,9 Вт/(м·К)), что обеспечивает лучшую защиту металла. Коэффициент теплового расширения материала близок к параметрам металла лопаток, что предотвращает растрескивание при нагреве и охлаждении.
Как отметил профессор Артем Оганов, руководитель Лаборатории дизайна материалов Сколтеха, использование нейросетевых потенциалов позволило добиться практически идеального совпадения теории с экспериментом. Это подтверждает, что современные методы открывают путь к направленному созданию материалов для сложнейших инженерных задач. Новая разработка позволит создавать двигатели с более высоким КПД, сниженным расходом топлива и увеличенным сроком службы.
Читайте также: «Разработана сверхпрочная керамика для ядерных реакторов и гиперзвуковых самолетов».