ጋዶሊኒየም ዚርኮኔት(Gd₂Zr₂O₇)፣ እንዲሁም zirconate gadolinium በመባልም የሚታወቀው፣ እጅግ በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና ልዩ የሙቀት መረጋጋት የተሸለመ ብርቅዬ-የምድር ኦክሳይድ ሴራሚክ ነው። በቀላል አነጋገር በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ "ሱፐር-ኢንሱሌተር" ነው - ሙቀት በቀላሉ አይፈስበትም. ይህ ንብረት ሞተሩን እና ተርባይንን ከከፍተኛ ሙቀት ለሚከላከለው የሙቀት መከላከያ ሽፋን (ቲቢሲ) ተስማሚ ያደርገዋል። አለም ወደ ንፁህ እና ቀልጣፋ ሃይል እየገፋ ሲሄድ እንደ ጋዶሊኒየም ዚርኮኔት ያሉ ቁሳቁሶች ትኩረት እያገኙ ነው፡ ሞተሮች የበለጠ ሞቃት እና በብቃት እንዲሰሩ፣ አነስተኛ ነዳጅ እንዲያቃጥሉ እና ልቀትን እንዲቆርጡ ይረዳሉ።
Gadolinium Zirconate ምንድን ነው?
በኬሚካላዊ መልኩ, gadolinium zirconate በ pyrochlore-የተዋቀረ ሴራሚክ ነው: በውስጡም ጋዶሊኒየም (ጂዲ) እና ዚርኮኒየም (ዚር) ኦክሲጅን ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ጥልፍልፍ ውስጥ የተደረደሩ ካንሰሮችን ይዟል. ቀመሩ ብዙ ጊዜ Gd₂Zr₂O₇ (ወይንም አንዳንዴ Gd₂O₃·ZrO₂) ይጻፋል። ይህ የታዘዘ ክሪስታል (ፒሮክሎሬ) በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን (~ 1530 ° ሴ) ወደ ተዘበራረቀ የፍሎራይት መዋቅር ሊለወጥ ይችላል። በአስፈላጊ ሁኔታ፣ እያንዳንዱ የቀመር ክፍል የኦክስጂን ክፍት ቦታ አለው - የጎደለ የኦክስጂን አቶም - ሙቀትን የሚሸከሙ ፎኖኖችን አጥብቆ ይበትናል። ጋዶሊኒየም ዚርኮኔት ከተለመዱት ሴራሚክስዎች በጣም ያነሰ ውጤታማ በሆነ መንገድ ሙቀትን የሚያካሂድበት አንዱ ምክንያት ይህ መዋቅራዊ ኩርክ ነው።
Epomaterial እና ሌሎች አቅራቢዎች ከፍተኛ-ንፅህና Gd₂Zr₂O₇ ዱቄት (ብዙውን ጊዜ 99.9% ንጹህ፣ CAS 11073-79-3) በተለይ ለቲቢሲ አፕሊኬሽኖች ይሠራሉ። ለምሳሌ፣ የEpomaterial ምርት ገጽ አጉልቶ ያሳያል “Gadolinium Zirconate በፕላዝማ-የሚረጭ TBCs ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ኦክሳይድ ላይ የተመሰረተ ሴራሚክ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው ነው። እንደነዚህ ያሉት መግለጫዎች ዝቅተኛ-κ ባህሪው ለእሴቱ ማዕከላዊ መሆኑን ያጎላሉ. (በእርግጥም የኢፖሜትሪያል ዝርዝር ለ “Zirconate Gadolinium (GZO)” ዱቄት እንደ ነጭ፣ ኦክሳይድ ላይ የተመሰረተ የሙቀት ርጭት ቁስ አድርጎ ያሳያል።)
ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ለምን አስፈላጊ ነው?
Thermal conductivity (κ) ሙቀት በቁስ ውስጥ እንዴት በቀላሉ እንደሚፈስ ይለካል። Gadolinium zirconate's κ ለሴራሚክ በሚያስደንቅ ሁኔታ ዝቅተኛ ነው, በተለይም እንደ ሞተር መሰል የሙቀት መጠን. ጥናቶች ዋጋዎችን በ1-2 W·m⁻¹·K⁻¹ በ1000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ አካባቢ ላይ ሪፖርት ያደርጋሉ። ለዐውደ-ጽሑፉ፣ የተለመደው ytria-stabilized zirconia (YSZ) - ለአሥርተ ዓመታት የቆየው የቲቢሲ መስፈርት - በተመሳሳይ የሙቀት መጠን ከ2–3 W·m⁻¹·K⁻¹ ነው። በአንድ ጥናት ውስጥ Wu et al. የGd₂Zr₂O₇ ምግባር ~1.6 W·m⁻¹·K⁻¹ በ700°C፣ ከ~2.3 ለYSZ በተመሳሳይ ሁኔታ ተገኝቷል። ሌላ ዘገባ ከ1.0–1.8 W·m⁻¹·K⁻¹ በ1000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ላይ ለጋዶሊኒየም ዚርኮኔት፣ “ከYSZ በታች” ያለውን ክልል ያስተውላል። በተግባራዊ አገላለጽ፣ ይህ ማለት የGdZr₂O₇ ንብርብር በከፍተኛ ሙቀት ካለው ተመጣጣኝ የYSZ ንብርብር በጣም ያነሰ ሙቀትን ያስገኛል - ለመከላከያ ትልቅ ጠቀሜታ።
የGadolinium Zirconate (Gd₂Zr₂O₇) ቁልፍ ጥቅሞች፡-
እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ፡ ~ 1-2 ዋ/ሜ · ኪ በ700-1000 ° ሴ፣ ከYSZ በታች።
የከፍተኛ ደረጃ መረጋጋት፡ እስከ ~1500°C የተረጋጋ፣ ከYSZ ~1200°C ገደብ በላይ ይቆያል።
ከፍተኛ የሙቀት መስፋፋት: ከ YSZ የበለጠ በማሞቅ ላይ ይስፋፋል, ይህም በሽፋኖች ውስጥ ያለውን ጫና ሊቀንስ ይችላል.
የኦክሳይድ እና የዝገት መቋቋም: የተረጋጋ ኦክሳይድ ደረጃዎችን ይፈጥራል; የቀለጠውን የCMAS ክምችቶችን ከYSZ በተሻለ ሁኔታ ይቋቋማል (ብርቅዬ-ምድር ዚርኮናቶች ከሲሊቲክ ክምችቶች ጋር ምላሽ ይሰጣሉ እና የመከላከያ ክሪስታሎች ይፈጥራሉ)።
ኢኮ-ተፅእኖ፡- የሞተር/ተርባይን ቅልጥፍናን በማሻሻል የነዳጅ ፍጆታን እና ልቀትን ለመቀነስ ይረዳል።
እያንዳንዳቸው እነዚህ ምክንያቶች ከኃይል ቆጣቢነት እና ዘላቂነት ጋር የተቆራኙ ናቸው። GdZr₂O₇ በተሻለ ሁኔታ ስለሚሸፍነው፣ ሞተሮች አነስተኛ ማቀዝቀዣ ያስፈልጋቸዋል እና የበለጠ ሙቅ መስራት ይችላሉ፣ ይህም በቀጥታ ወደ ከፍተኛ ቅልጥፍና እና ዝቅተኛ የነዳጅ አጠቃቀም ይተረጎማል። የቨርጂኒያ ዩኒቨርሲቲ ጥናት እንዳመለከተው፣ የተሻለ የቲቢሲ ውጤታማነት ማለት “ተመሳሳይ የኃይል መጠን ለማመንጨት አነስተኛ ነዳጅ ማቃጠል፣ በዚህም ምክንያት… ዝቅተኛ የሙቀት አማቂ ጋዝ ልቀቶች” ማለት ነው። በአጭር አነጋገር, gadolinium zirconate ማሽኖቹን የበለጠ ለማጽዳት ይረዳል.
የሙቀት ባህሪ በዝርዝር
ቁልፍ ጥያቄውን ለመመለስ “የጋዶሊኒየም ዚርኮኔት የሙቀት አማቂነት ምንድነው?”፡ ለሴራሚክ በጣም ዝቅተኛ ነው፣ ከ1–2 W·m⁻¹·K⁻¹ በ700-1000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ክልል ውስጥ። ይህ በበርካታ ጥናቶች ተረጋግጧል. Wu እና ሌሎች. ሪፖርት ≈1.6 W/m·K በ700°C ለ Gd₂Zr₂O₇፣ YSZ ግን በተመሳሳይ ሁኔታ ≈2.3 ይለካል። ሼን እና ሌሎች. ማስታወሻ "1.0-1.8 W / m·K በ 1000 ° ሴ". በአንጻሩ የYSZ በ1000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ያለው የሙቀት መጠን ከ2–3 W/m·K አካባቢ ነው። በዕለት ተዕለት አነጋገር፣ በጋለ ምድጃ ላይ ሁለት የኢንሱሌሽን ንጣፎችን በዓይነ ሕሊናህ ይታይህ፡ GdZr₂O₇ ያለው የኋለኛው ክፍል ተመሳሳይ ውፍረት ካለው YSZ ንጣፍ የበለጠ ቀዝቃዛ ያደርገዋል።
ለምን Gd₂Zr₂O₇ በጣም ዝቅተኛ የሆነው? የክሪስታል አወቃቀሩ በባህሪው የሙቀት ፍሰትን ይከለክላል። በእያንዳንዱ ክፍል ውስጥ ያለው የኦክስጂን ክፍት ቦታ ፎኖኖችን (ሙቀትን ተሸካሚዎች) ይበትናቸዋል፣ እና የጋዶሊኒየም ከባድ አቶሚክ ክብደት የላቲስ ንዝረትን የበለጠ ያርቃል። አንድ ምንጭ እንዳብራራው "የኦክስጅን ክፍተት የፎኖን ስርጭትን ይጨምራል እና የሙቀት መቆጣጠሪያን ይቀንሳል". አምራቾች ይህንን ንብረት ይጠቀማሉ፡ የEpomaterial's ካታሎግ ማስታወሻዎች GdZr₂O₇ በፕላዝማ በሚረጩ የሙቀት ማገጃ ሽፋን ላይ በተለይ በዝቅተኛ κ ምክንያት ጥቅም ላይ ይውላል። በመሠረቱ, ጥቃቅን መዋቅሩ በውስጡ ሙቀትን ይይዛል, የታችኛውን ብረት ይከላከላል.
Thermal Barrier Coatings (ቲቢሲዎች) እና አፕሊኬሽኖች
የሙቀት መከላከያ ሽፋኖችትኩስ ጋዞችን (እንደ ተርባይን ቢላዎች) በሚገጥሙ የብረት ክፍሎች ላይ የሚተገበሩ የሴራሚክ ንጣፎች ናቸው። ቲቢሲዎች ሙቀትን በማንፀባረቅ እና በመከላከያ ሞተሮች እና ተርባይኖች ሳይቀልጡ በከፍተኛ ሙቀት እንዲሰሩ ያስችላቸዋል። ጋዶሊኒየም ዚርኮንት እንደ ሀየሚቀጥለው ትውልድ የቲቢሲ ቁሳቁስ, ተጨማሪ ወይም YSZ በአስቸጋሪ ሁኔታዎች ውስጥ መተካት. ዋናዎቹ ምክንያቶች መረጋጋት እና መከላከያ ያካትታሉ-
ከፍተኛ የሙቀት አፈፃፀም;የGd₂Zr₂O₇ የፒሮክሎሬ-ወደ-ፍሎራይት ምዕራፍ ሽግግር በአቅራቢያ ይከሰታል1530 ° ሴ, በደንብ ከ YSZ ~ 1200 ° ሴ በላይ. ይህ ማለት GdZr₂O₇ ሽፋኖች በዘመናዊው ተርባይን ሙቅ ክፍሎች በሚሞቅበት የሙቀት መጠን ሳይበላሹ ይቆያሉ።
ትኩስ ዝገትን መቋቋም;ሙከራዎች እንደሚያሳዩት እንደ GdZr₂O₇ ያሉ ብርቅዬ-ምድር ዚርኮኖች ከቀልጠው የሞተር ፍርስራሽ (ሲኤምኤኤስ፡ ካልሲየም-ማግኒዚየም-አሉሚኖ-ሲሊኬት እየተባለ የሚጠራው) ምላሽ በመስጠት የተረጋጋ ክሪስታላይን ማህተሞችን ይፈጥራሉ፣ ይህም ጥልቅ ሰርጎ መግባትን ይከላከላል። በእሳተ ገሞራ አመድ ወይም አሸዋ ውስጥ በሚበሩ የጄት ሞተሮች ውስጥ ይህ ትልቅ ጉዳይ ነው።
የተደራረቡ ሽፋኖች;መሐንዲሶች ብዙ ጊዜ GdZr₂O₇ ከ YSZ ጋር በብዙ ንብርብር ቁልል ያጣምራሉ። ለምሳሌ፣ ቀጭን YSZ ከስር ያለው የሙቀት መስፋፋትን ሊይዝ ይችላል፣ የGdZr₂O₇ የላይኛው ንብርብር ደግሞ የላቀ መከላከያ እና መረጋጋት ይሰጣል። እንደነዚህ ያሉት "ድርብ-ንብርብር" ቲቢሲዎች ከሁለቱም ቁሳቁሶች ምርጡን ሊጠቀሙ ይችላሉ.
መተግበሪያዎች፡-በእነዚህ ባህሪያት ምክንያት GdZr₂O₇ ለቀጣይ ትውልድ ሞተሮች እና ለኤሮስፔስ አካላት ተስማሚ ነው። ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቻቻል ማለት የተሻለ ግፊት እና ቅልጥፍናን ስለሚያሳይ የጄት ሞተር አምራቾች እና የሮኬት ዲዛይነሮች ፍላጎት አላቸው። በጋዝ ተርባይኖች ለኃይል ማመንጫዎች (ከታዳሽ የኃይል ምንጮች ጋር የተጣመሩትን ጨምሮ) የ GdZr₂O₇ ሽፋኖችን በመጠቀም ከተመሳሳይ ነዳጅ የበለጠ ኃይልን ሊጨምቁ ይችላሉ። ለምሳሌ፣ ናሳ “ለጋዝ ተርባይን ሞተሮች ቅልጥፍና አስፈላጊ የሆነውን ከፍተኛ የሙቀት መጠን” ለመድረስ YSZ በቂ እንዳልሆነ እና በምትኩ እንደ ጋዶሊኒየም ዚርኮኔት ያሉ ቁሶች እየተጠኑ መሆናቸውን ገልጿል።
ከተርባይኖች ባሻገርም ቢሆን በከባድ የሙቀት መጠን የሙቀት መከላከያ የሚያስፈልገው ማንኛውም ስርዓት ሊጠቅም ይችላል። ይህ ሃይፐርሶኒክ የበረራ ተሽከርካሪዎችን፣ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን አውቶሞቲቭ ሞተሮች እና የፀሐይ ብርሃን ወደ ከፍተኛ ሙቀት የሚያተኩርባቸውን የሙከራ የፀሐይ ሙቀት መቀበያዎችን ይጨምራል። በእያንዳንዱ ሁኔታ ግቡ አንድ ነው-አጠቃላይ ውጤታማነትን ለማሻሻል ትኩስ ክፍሎችን ይሸፍኑ. የተሻለ መከላከያ ማለት አነስተኛ የማቀዝቀዝ ፍላጎት፣ አነስተኛ ራዲያተሮች፣ ቀላል ንድፎች እና በወሳኝ ሁኔታ አነስተኛ ነዳጅ ማቃጠል ወይም አነስተኛ የግብአት ኃይል መጠቀም ማለት ነው።
ዘላቂነት እና የኢነርጂ ውጤታማነት
የአካባቢያዊ ውጣ ውረድgadolinium zirconateውስጥ ካለው ሚና የመጣ ነው።ውጤታማነትን ማሻሻል እና ቆሻሻን መቀነስ. ሞተሮች እና ተርባይኖች የበለጠ ሞቃት እና በተረጋጋ ሁኔታ እንዲሰሩ በመፍቀድ GdZr₂O₇ ሽፋኖች ለተመሳሳይ ምርት አነስተኛ ነዳጅ ለማቃጠል በቀጥታ አስተዋፅኦ ያደርጋሉ። የቨርጂኒያ ዩኒቨርሲቲ ቲቢሲዎችን ማሻሻል “ተመሳሳይ የኃይል መጠን ለማመንጨት አነስተኛ ነዳጅ ወደ ማቃጠል፣ በዚህም ምክንያት… ዝቅተኛ የሙቀት አማቂ ጋዝ ልቀትን” እንደሚያመጣ አጉልቶ ያሳያል። በቀላል አነጋገር፣ እያንዳንዱ የተገኘው የውጤታማነት ነጥብ ወደ ቶን CO₂ በማሽን ህይወት ውስጥ ሊተረጎም ይችላል።
አየር መንገዱን አስቡበት፡ ተርባይኖቹ ከ3-5% የበለጠ ውጤታማ በሆነ መንገድ የሚሰሩ ከሆነ፣ በሺዎች በሚቆጠሩ በረራዎች ላይ ያለው የነዳጅ ቁጠባ (እና የልቀት ቅነሳ) በጣም ትልቅ ነው። በተመሳሳይም የኃይል ማመንጫዎች - የተፈጥሮ ጋዝን የሚያቃጥሉት እንኳን - ከእያንዳንዱ ኪዩቢክ ሜትር ነዳጅ የበለጠ የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት ስለሚችሉ ይጠቀማሉ. የኤሌክትሪክ መረቦች ታዳሽ መሳሪያዎችን ከተርባይን ምትኬ ጋር ሲቀላቀሉ፣ ከፍተኛ ብቃት ያላቸው ተርባይኖች መኖራቸው በትንሹ በተጨመረው የቅሪተ አካል ነዳጅ ከፍተኛውን ፍላጎት ያስተካክላል።
በሸማች በኩል የሞተርን ህይወት የሚያራዝም ወይም ጥገናን የሚቀንስ ማንኛውም ነገር የአካባቢ ተፅእኖ አለው። ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ቲቢሲዎች የሙቅ ክፍል ክፍሎችን ህይወት ሊያራዝሙ ይችላሉ, ይህም ማለት አነስተኛ ምትክ እና አነስተኛ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች ማለት ነው. እና ከዘላቂነት አንጻር GdZr₂O₇ እራሱ በኬሚካል የተረጋጋ ነው (በቀላሉ አይበላሽም ወይም መርዛማ ትነት አይለቀቅም) እና አሁን ያሉት የአመራረት ዘዴዎች ጥቅም ላይ ያልዋሉ የሴራሚክ ዱቄቶችን እንደገና ጥቅም ላይ እንዲውሉ ያስችላቸዋል። (በእርግጥ ነው ጋዶሊኒየም ብርቅዬ ምድር ናት፣ስለዚህ በኃላፊነት መፈልሰፍ እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል አስፈላጊ ነው።ነገር ግን ይህ ለሁሉም ከፍተኛ የቴክኖሎጂ ቁሶች እውነት ነው፣እና ብዙ ኢንዱስትሪዎች ብርቅዬ-መሬቶችን የአቅርቦት ሰንሰለት መቆጣጠሪያዎች አሏቸው።)
በአረንጓዴ ቴክኖሎጂዎች ውስጥ መተግበሪያዎች
የሚቀጥለው ትውልድ ጄት እና አውሮፕላን ሞተሮች፡-ዘመናዊ እና የወደፊት የጄት ሞተሮች ከግፊት-ወደ-ክብደት ሬሾን እና የነዳጅ ኢኮኖሚን ለማሻሻል ሁልጊዜ ከፍተኛ የሆነ የቃጠሎ ሙቀትን ይፈልጋሉ። የGdZr₂O₇ ከፍተኛ መረጋጋት እና ዝቅተኛ κ ይህንን ግብ በቀጥታ ይደግፋሉ። ለምሳሌ፣ የተራቀቁ ወታደራዊ ጄቶች እና የታቀዱ የንግድ ሱፐርሶኒክ አውሮፕላኖች ከGdZr₂O₇ TBCs የአፈጻጸም እመርታዎችን ማየት ይችላሉ።
የኢንዱስትሪ እና የኃይል ጋዝ ተርባይኖች;መገልገያዎች ለከፍተኛ ኃይል እና ለተጣመሩ-ዑደት ተክሎች ትላልቅ የጋዝ ተርባይኖችን ይጠቀማሉ. GdZr₂O₇ ሽፋን እነዚህ ተርባይኖች ከእያንዳንዱ የነዳጅ ግብአት የበለጠ ኃይል እንዲያወጡ ያስችላቸዋል፣ይህም ማለት ብዙ ሜጋ ዋት በተመሳሳይ ነዳጅ ወይም ተመሳሳይ ሜጋ ዋት ባነሰ ነዳጅ ነው። ይህ የውጤታማነት መጨመር CO₂ በአንድ MW ሰ ኤሌክትሪክ ለመቀነስ ይረዳል።
ኤሮስፔስ (ስፔስክራፍት እና ወደ ኋላ የሚገቡ ተሽከርካሪዎች)የጠፈር መንኮራኩሮች እና ሮኬቶች እንደገና መሞከር እና ሙቀትን ማስጀመር ያጋጥማቸዋል። GdZr₂O₇ በእነዚህ ሁሉ ንጣፎች ላይ ጥቅም ላይ የማይውል ቢሆንም፣ በጣም ከፍተኛ ሙቀት ላላቸው ክፍሎች በሃይፐርሶኒክ ተሽከርካሪ ሽፋን እና በሞተር አፍንጫዎች ውስጥ ጥቅም ላይ እንዲውል ተጠንቷል። ማንኛውም ማሻሻያ የማቀዝቀዣ ፍላጎቶችን ወይም የቁሳቁስ ጭንቀትን ሊቀንስ ይችላል.
አረንጓዴ ኢነርጂ ስርዓቶች;በፀሐይ ሙቀት ኃይል ማመንጫዎች፣ መስተዋቶች የፀሐይ ብርሃንን ወደ 1000+ ዲግሪ ሴንቲግሬድ በሚደርሱ ተቀባዮች ላይ ያተኩራሉ። እነዚህን ሪሲቨሮች እንደ GdZr₂O₇ ባሉ ዝቅተኛ-κ ሴራሚክስ መቀባቱ የኢንሱሌሽን ሁኔታን ሊያሻሽል ይችላል፣ ይህም ከፀሀይ ወደ ኤሌክትሪክ መለዋወጥ በመጠኑ የበለጠ ቀልጣፋ ያደርገዋል። እንዲሁም የሙከራ ቴርሞኤሌክትሪክ ጀነሬተሮች (ሙቀትን በቀጥታ ወደ ኤሌክትሪክ የሚቀይሩ) ትኩስ ጎናቸው የበለጠ ትኩስ ከሆነ ይጠቅማሉ።
በእነዚህ ሁሉ ሁኔታዎች, የየአካባቢ ተጽዕኖለተመሳሳይ ሥራ አነስተኛ ኃይል (ነዳጅ ወይም የኃይል ግብዓት) ከመጠቀም የመጣ ነው። ከፍተኛ ቅልጥፍና ማለት ሁልጊዜ የቆሻሻ ሙቀትን ይቀንሳል እና ለተሰጠው ምርት አነስተኛ ልቀቶች ማለት ነው. አንድ የቁሳቁስ ሳይንቲስት እንዳስቀመጡት እንደ gadolinium zirconate ያሉ የተሻሉ የቲቢሲ ቁሳቁሶች ተርባይኖች እና ሞተሮችን ቀዝቃዛ፣ ረጅም ጊዜ እንዲቆዩ እና በብቃት እንዲሰሩ በማድረግ ለ"ለተጨማሪ ዘላቂ የኃይል የወደፊት" ቁልፍ ናቸው።
ቴክኒካዊ ድምቀቶች
የ Gadolinium zirconate ንብረቶች ጥምረት ልዩ ነው። አንዳንድ ጉልህ እውነታዎችን ለማጠቃለል፡-
ዝቅተኛ κ፣ ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ፡የማቅለጫው ነጥብ ~ 2570 ° ሴ ነው, ነገር ግን ጠቃሚ የሙቀት መጠኑ በደረጃ መረጋጋት (~ 1500 ° ሴ) የተገደበ ነው. ከመቅለጥ በታችም ቢሆን እጅግ በጣም ጥሩ ኢንሱሌተር ሆኖ ይቆያል።
ክሪስታል መዋቅር;ሀ አለውpyrochloreላቲስ (የጠፈር ቡድን Fd3m) የሚሆነውጉድለት ያለበት ፍሎራይትበከፍተኛ ሙቀት. ይህ የታዘዘ ወደ መታወክ የሚደረግ ሽግግር ከ ~1200-1500 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ እስኪሆን ድረስ አፈፃፀሙን አይቀንስም።
የሙቀት መስፋፋት;GdZr₂O₇ ከYSZ የበለጠ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት አለው። ይህ በተሻለ የብረት ንጣፎችን በማጣመር እና በማሞቅ ላይ ያለውን ስጋት በመቀነስ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል።
መካኒካል ባህርያት;እንደ ተሰባሪ ሴራሚክ፣ በተለይ ከባድ አይደለም – ስለዚህ ሽፋኖች ብዙ ጊዜ በጥምረት ይጠቀማሉ (ለምሳሌ ቀጭን GdZr₂O₇ የላይኛው ንብርብር በጠንካራ ቤዝ ንብርብር ላይ)።
ማምረት፡GdZr₂O₇ ቲቢሲዎች በመደበኛ ዘዴዎች ሊተገበሩ ይችላሉ (የከባቢ አየር ፕላዝማ ስፕሬይ ፣ የፕላዝማ ስፕሬሽን ፣ ኢቢ-PVD)። እንደ Epomaterial ያሉ አቅራቢዎች GdZr₂O₇ ዱቄት በተለይ ለፕላዝማ ለመርጨት የተነደፈ ይሰጣሉ።
እነዚህ ቴክኒካዊ ዝርዝሮች በተደራሽነት ሚዛናዊ ናቸው: ጋዶሊኒየም እና ዚርኮኒየም "ብርቅ-ምድር" ንጥረ ነገሮች ሲሆኑ, የተገኘው ኦክሳይድ በኬሚካላዊ መልኩ የማይንቀሳቀስ እና በተለመደው የኢንዱስትሪ አጠቃቀም ውስጥ ለመያዝ ደህንነቱ የተጠበቀ ነው. (ጥሩ ዱቄቶችን ወደ ውስጥ እንዳይተነፍሱ ሁል ጊዜ ጥንቃቄ ይደረጋል፣ግን Gd₂Zr₂O₇ ከሌሎች ኦክሳይድ ሴራሚክስ የበለጠ አደገኛ አይደለም።)
መደምደሚያ
Zirconate gadolinium(Gd₂Zr₂O₇) ግንባር ቀደሙ የሴራሚክ ቁሳቁስ ነው የሚያጣምረውከፍተኛ ሙቀት ዘላቂነትጋርለየት ያለ ዝቅተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ. እነዚህ ጥራቶች በአይሮፕላን, በሃይል ማመንጫ እና በሌሎች ከፍተኛ ሙቀት አፕሊኬሽኖች ውስጥ ለላቀ የሙቀት መከላከያ ሽፋን ተስማሚ ያደርጉታል. ከፍ ያለ የሙቀት መጠንን በማንቃት እና የተሻሻለ የሞተር ቅልጥፍናን በማንቃት, gadolinium zirconate ለኃይል ቁጠባ እና ልቀትን ለመቀነስ በቀጥታ አስተዋፅኦ ያደርጋል - በዘላቂ ቴክኖሎጂ እምብርት ውስጥ ግቦች. ለአረንጓዴ ሞተሮች እና ተርባይኖች በሚደረገው ጉዞ፣ እንደ GdZr₂O₇ ያሉ ቁሶች ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ፡ የአካባቢ አሻራችንን በምንቆርጥበት ጊዜ የአፈጻጸም ገደቦችን እንድንገፋ ያስችሉናል።
ለመሐንዲሶች እና ለቁሳዊ ሳይንቲስቶች, gadolinium zirconate መመልከት ጠቃሚ ነው. የሙቀት መጠኑ (ከ1-2 W/m·K በ ~ 1000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ) ለማንኛውም ሴራሚክ ከዝቅተኛው ውስጥ አንዱ ቢሆንም የቀጣይ ትውልድ ተርባይኖችን የሙቀት መጠን ይቋቋማል። አቅራቢዎች (Epomaterialsን ጨምሮzirconate gadolinium (GZO) 99.9%ምርት) ይህንን ቁሳቁስ ለሙቀት የሚረጭ ሽፋን እያቀረቡ ነው ፣ ይህም እያደገ የኢንዱስትሪ አጠቃቀምን ያሳያል ። የንጹህ አቪዬሽን እና የሃይል ስርዓቶች ፍላጎት እየጨመረ ሲመጣ የጋዶሊኒየም ዚርኮኔት ልዩ የንብረት ሚዛን - ሙቀትን በሚቋቋምበት ጊዜ - በትክክል የሚያስፈልገው ነው።
ምንጮች፡-በአቻ-የተገመገሙ ጥናቶች እና የኢንዱስትሪ ህትመቶች ብርቅዬ-የምድር pyrochlores እና TBCs። (የኢፖሜትሪያል ምርት ዝርዝር ለ Gd₂Zr₂O₇ የቁሳቁስ ዝርዝሮችን ይሰጣል።) እነዚህ ዝቅተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ እሴቶችን ያረጋግጣሉ እና የላቁ የቲቢሲ ቁሳቁሶች ዘላቂነት ጥቅሞችን ያጎላሉ።
የልጥፍ ጊዜ: ሰኔ-04-2025