Mikrosfery ochronią silniki przed temperaturą

Pojawił się kolejny pomysł na ochronę przed ekstremalnie wysoką temperaturą. Zaproponowana przez badaczy z Instytutu Fraunhofera powłoka korzysta z technologii, która jest dziś powszechnie wykorzystywana do ocieplania domów.

Z nowej technologii będą mogły skorzystać m.in. spalarnie odpadów, gdzie temperatury
bywają bardzo wysokie. Fot. Meriol Lehmann / Foter.com / CC BY-NC-ND

Gaz przewodzi ciepło gorzej niż ciało stałe – jest to zjawisko nazywane izolacją gazową i wykorzystywane na przykład w przypadku napowietrzonego betonu. Okazało się jednak, że efekt ten może mieć inne ważne zastosowania prócz utrzymywania ciepła w domach. Naukowcy z Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT w Pfinztal pomyśleli, że równie dobrze może posłużyć do zabezpieczania elementów przed ekstremalnie wysoką temperaturą. Pozostało tylko wymyślić, jak przenieść efekt napowietrzenia na powłokę, która ma zaledwie kilkaset mikrometrów grubości.

Termoizolacja bez ceramiki

Udało się to za sprawą połączonych ze sobą aluminiowych mikrosfer wypełnionych powietrzem. Technologię tę stosowano już wcześniej do ochrony podłoży metalicznych przed utlenianiem, wystarczyło więc ją tylko zmodyfikować. Ostatecznie ustalono, że można uzyskać powłokę nanosząc na powierzchnię proszek aluminiowy i podgrzewając cały układ do określonej temperatury przez kilka godzin.

W przeciwieństwie do produkcji standardowych barier termicznych, które opierają się na materiałach ceramicznych i są bardzo kosztowne, otrzymanie zaproponowanej powłoki jest niedrogie i nieskomplikowane.

Natrysk lub pędzel

Mało tego! Zespół kierowany przez Vladislava Kolarika znalazł również sposób na otrzymanie warstwy o dowolnej grubości. Naukowcy zmieszali mikrosfery z płynnym środkiem wiążącym i otrzymali w ten sposób przypominającą farbę lub smar substancję, którą można nanosić natryskowo lub po prostu przy pomocy pędzla. Później wystarczy już tylko podgrzać.

Oczywiście w teorii wszystko wydaje się bardzo proste, ale naukowcy włożyli wiele pracy, aby zoptymalizować parametry całego procesu – rozmiar mikrosfer i jego dystrybucję, temperaturę, czas grzania oraz lepkość środka wiążącego.

400°C różnicy

Trud jednak się opłacił – testy wykazały, że przy temperaturze otoczenia przekraczającej 1000°C (jaka jest normą w warunkach pracy turbin gazowych czy komór spalania) wewnątrz materiału termometr wskazuje poniżej 600°C. Powłoka pozwala więc obniżyć temperaturę o ponad 400°C!

Obecnie technologia ta jest testowana w ramach projektu Particoat. Wysiłki naukowców koncentrują się na powlekaniu coraz większych obiektów przy stałym zakresie temperatury. Ponadto trwają prace nad automatyzacją całego procesu.

Źródło: pcimag.com