Gadolinium zirconate(Gd₂Zr₂O₇) ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា zirconate gadolinium គឺជាសេរ៉ាមិចអុកស៊ីដដ៏កម្រដែលមានតម្លៃសម្រាប់ចរន្តកំដៅទាបបំផុត និងស្ថេរភាពកម្ដៅពិសេស។ នៅក្នុងពាក្យសាមញ្ញ វាជា "អ៊ីសូឡង់កំដៅ" នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ កំដៅមិនហូរកាត់វាយ៉ាងងាយស្រួលនោះទេ។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ថ្នាំកូតរបាំងកម្ដៅ (TBCs) ដែលការពារសមាសធាតុម៉ាស៊ីន និងទួរប៊ីនពីកំដៅខ្លាំង។ នៅពេលដែលពិភពលោកកំពុងឆ្ពោះទៅរកថាមពលស្អាតជាងមុន ប្រសិទ្ធភាពជាងមុន សម្ភារៈដូចជា gadolinium zirconate កំពុងទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍៖ ពួកគេជួយម៉ាស៊ីនឱ្យដំណើរការកាន់តែក្តៅ និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន ដុតឥន្ធនៈតិច និងកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន។
តើ Gadolinium Zirconate ជាអ្វី?
គីមី gadolinium zirconate គឺជាសេរ៉ាមិចដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ pyrochlore: វាមានផ្ទុក gadolinium (Gd) និង zirconium (Zr) cations រៀបចំនៅក្នុងបន្ទះឈើបីវិមាត្រជាមួយនឹងអុកស៊ីសែន។ រូបមន្តរបស់វាត្រូវបានសរសេរជាញឹកញាប់ Gd₂Zr₂O₇ (ឬពេលខ្លះ Gd₂O₃·ZrO₂) ។ គ្រីស្តាល់ដែលបានបញ្ជាទិញនេះ (pyrochlore) អាចបំប្លែងទៅជារចនាសម្ព័ន្ធហ្វ្លុយអូរីតដែលមិនប្រក្រតីនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង (~1530 °C)។ សំខាន់ ឯកតារូបមន្តនីមួយៗមានកន្លែងទំនេរអុកស៊ីហ្សែន - អាតូមអុកស៊ីសែនដែលបាត់ - ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយ phonons ដែលផ្ទុកកំដៅយ៉ាងខ្លាំង។ ចំនុចប្រសព្វនៃរចនាសម្ព័ន្ធនោះគឺជាហេតុផលមួយដែល gadolinium zirconate បញ្ចេញកំដៅយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពតិចជាងសេរ៉ាមិចទូទៅ។
Epomaterial និងអ្នកផ្គត់ផ្គង់ផ្សេងទៀតផលិតម្សៅGd₂Zr₂O₇ដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ (ជាញឹកញាប់ 99.9% សុទ្ធ CAS 11073-79-3) ជាពិសេសសម្រាប់កម្មវិធី TBC ។ ជាឧទាហរណ៍ ទំព័រផលិតផលរបស់ Epomaterial គូសបញ្ជាក់ "Gadolinium Zirconate គឺជាសេរ៉ាមិចដែលមានមូលដ្ឋានលើអុកស៊ីដ ដែលមានចរន្តកំដៅទាប" ដែលប្រើក្នុង TBCs ប្លាស្មា។ ការពិពណ៌នាបែបនេះគូសបញ្ជាក់ថាលក្ខណៈ κ ទាបរបស់វាគឺសំខាន់នៃតម្លៃរបស់វា។ (ជាការពិត ការចុះបញ្ជីរបស់ Epomaterial សម្រាប់ម្សៅ "Zirconate Gadolinium (GZO)" បង្ហាញថាវាជាសម្ភារៈបាញ់កម្ដៅដែលមានមូលដ្ឋានលើអុកស៊ីដពណ៌ស។ )
ហេតុអ្វីបានជាចរន្តកំដៅទាបមានសារៈសំខាន់?
ចរន្តកំដៅ (κ) វាស់ពីរបៀបដែលកំដៅងាយស្រួលហូរតាមរយៈសម្ភារៈ។ κ របស់ Gadolinium zirconate មានកម្រិតទាបគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលសម្រាប់សេរ៉ាមិច ជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពដូចម៉ាស៊ីន។ ការសិក្សារាយការណ៍តម្លៃលើលំដាប់នៃ 1–2 W·m⁻¹·K⁻¹ នៅប្រហែល 1000 °C។ សម្រាប់បរិបទ zirconia yttria-stabilized ធម្មតា (YSZ) - ស្តង់ដារ TBC ដែលមានអាយុកាលរាប់ទសវត្សរ៍ - គឺប្រហែល 2-3 W·m⁻¹·K⁻¹ នៅសីតុណ្ហភាពស្រដៀងគ្នា។ នៅក្នុងការសិក្សាមួយ Wu et al ។ បានរកឃើញថាចរន្តនៃ Gd₂Zr₂O₇គឺ ~1.6 W·m⁻¹·K⁻¹ នៅ 700 °C ធៀបនឹង ~2.3 សម្រាប់ YSZ ក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា។ របាយការណ៍មួយផ្សេងទៀតកត់សម្គាល់ពីជួរ 1.0–1.8 W·m⁻¹·K⁻¹ នៅ 1000 °C សម្រាប់ gadolinium zirconate "ទាបជាង YSZ" ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែង នេះមានន័យថាស្រទាប់ GdZr₂O₇ នឹងអនុញ្ញាតឱ្យមានកំដៅតិចជាងស្រទាប់ YSZ ដែលសមមូលនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដែលជាអត្ថប្រយោជន៍ដ៏ធំសម្រាប់អ៊ីសូឡង់។
អត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ៗនៃ Gadolinium Zirconate (Gd₂Zr₂O₇)៖
ចរន្តកំដៅទាបបំផុត៖ ~1–2 W/m·K នៅ 700–1000°C ទាបជាង YSZ ។
ស្ថេរភាពដំណាក់កាលខ្ពស់៖ មានស្ថេរភាពរហូតដល់ ~1500 °C លើសពីដែនកំណត់របស់ YSZ ~1200 °C។
ការពង្រីកកំដៅខ្ពស់៖ ពង្រីកកំដៅច្រើនជាង YSZ ដែលអាចកាត់បន្ថយភាពតានតឹងក្នុងថ្នាំកូត។
ភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម និងច្រេះ៖ បង្កើតជាដំណាក់កាលអុកស៊ីតថេរ; ទប់ទល់នឹងប្រាក់បញ្ញើ CMAS រលាយល្អជាង YSZ (zirconates ផែនដីកម្រមានទំនោរប្រតិកម្មជាមួយនឹងប្រាក់បញ្ញើស៊ីលីត និងបង្កើតជាគ្រីស្តាល់ការពារ)។
ផលប៉ះពាល់បរិស្ថាន៖ តាមរយៈការកែលម្អប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីន/ទួរប៊ីន វាជួយកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ប្រេងឥន្ធនៈ និងការបំភាយឧស្ម័ន។
កត្តានីមួយៗទាំងនេះទាក់ទងទៅនឹងប្រសិទ្ធភាពថាមពល និងនិរន្តរភាព។ ដោយសារតែ GdZr₂O₇ មានអ៊ីសូឡង់ល្អជាងមុន ម៉ាស៊ីនត្រូវការភាពត្រជាក់តិច ហើយអាចដំណើរការកាន់តែក្តៅ ដោយបកប្រែដោយផ្ទាល់ទៅជាប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងការប្រើប្រាស់ប្រេងទាប។ ដូចដែលការសិក្សារបស់សាកលវិទ្យាល័យ Virginia បានសង្កេតឃើញថាប្រសិទ្ធភាព TBC កាន់តែប្រសើរមានន័យថាការដុត "ឥន្ធនៈតិចជាងមុនដើម្បីបង្កើតបរិមាណថាមពលដូចគ្នាដែលបណ្តាលឱ្យ ... ការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ទាប" ។ និយាយឱ្យខ្លី gadolinium zirconate អាចជួយឱ្យម៉ាស៊ីនដំណើរការកាន់តែស្អាត។
ចរន្តកំដៅនៅក្នុងលម្អិត
ដើម្បីឆ្លើយសំណួរសំខាន់ "តើអ្វីទៅជាចរន្តកំដៅនៃ gadolinium zirconate?": វាទាបណាស់សម្រាប់សេរ៉ាមិចប្រហែល 1-2 W·m⁻¹·K⁻¹ ក្នុងជួរ 700-1000 ° C ។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការសិក្សាជាច្រើន។ Wu et al ។ របាយការណ៍ ≈1.6 W/m·K នៅ 700 °C សម្រាប់ Gd₂Zr₂O₇ ចំណែកឯ YSZ បានវាស់វែង ≈2.3 ក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា។ Shen et al ។ ចំណាំ “1.0–1.8 W/m·K នៅ 1000°C”។ ផ្ទុយទៅវិញ ចរន្តអគ្គិសនីរបស់ YSZ នៅ 1000 °C ជាធម្មតាមានប្រហែល 2-3 W/m·K ។ ក្នុងន័យប្រចាំថ្ងៃ ស្រមៃមើលក្បឿងអ៊ីសូឡង់ពីរនៅលើចង្ក្រានក្តៅ៖ មួយជាមួយ GdZr₂O₇ រក្សាផ្នែកខាងក្រោយត្រជាក់ជាងក្បឿង YSZ ដែលមានកម្រាស់ដូចគ្នា។
ហេតុអ្វីបានជា Gd₂Zr₂O₇ ទាបជាងនេះ? រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់របស់វារារាំងលំហូរកំដៅ។ ចន្លោះទំនេរនៃអុកស៊ីហ្សែននៅក្នុងកោសិកានីមួយៗខ្ចាត់ខ្ចាយ phonons (ឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅ) និងទម្ងន់អាតូមិកដ៏ធ្ងន់របស់ហ្គាដូលីញ៉ូមធ្វើឱ្យរំញ័របន្ទះឈើកាន់តែសើម។ ដូចដែលប្រភពមួយពន្យល់ថា "កន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែនបង្កើនការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ phonon និងបន្ថយចរន្តកំដៅ" ។ អ្នកផលិតកេងប្រវ័ញ្ចទ្រព្យសម្បត្តិនេះ៖ កំណត់ចំណាំកាតាឡុករបស់ Epomaterial GdZr₂O₇ ត្រូវបានប្រើក្នុងថ្នាំកូតការពារកម្ដៅដែលបាញ់ដោយប្លាស្មាជាពិសេសដោយសារតែ κ ទាបរបស់វា។ សរុបមក រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូរបស់វាទប់កំដៅនៅខាងក្នុង ការពារលោហៈធាតុ។
ថ្នាំកូតរបាំងកំដៅ (TBCs) និងកម្មវិធី
របាំងការពារកំដៅគឺជាស្រទាប់សេរ៉ាមិចដែលបានអនុវត្តទៅលើផ្នែកលោហៈដែលប្រឈមមុខនឹងឧស្ម័នក្តៅ (ដូចជាដាវទួរប៊ីន)។ តាមរយៈការឆ្លុះបញ្ចាំង និងអ៊ីសូឡង់ប្រឆាំងនឹងកំដៅ TBCs អនុញ្ញាតឱ្យម៉ាស៊ីន និងទួរប៊ីនដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងដោយមិនរលាយ។ Gadolinium zirconate បានលេចចេញជាសម្ភារៈ TBC ជំនាន់ក្រោយបំពេញបន្ថែម ឬជំនួស YSZ ក្នុងលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរ។ ហេតុផលសំខាន់ៗរួមមានស្ថេរភាព និងអ៊ីសូឡង់របស់វា៖
ដំណើរការសីតុណ្ហភាពខ្លាំង៖ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល pyrochlore ទៅ fluorite របស់ Gd₂Zr₂O₇ កើតឡើងនៅជិត១៥៣០ អង្សាសេលើសពី YSZ របស់ ~ 1200 ° C ។ នេះមានន័យថាថ្នាំកូត GdZr₂O₇ នៅដដែលនៅសីតុណ្ហភាពក្តៅនៃផ្នែកក្តៅទួរប៊ីនទំនើប។
ភាពធន់នឹងការ corrosion ក្តៅ:ការធ្វើតេស្តបង្ហាញថា សារធាតុ zirconates កម្រដូចជា GdZr₂O₇ មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងកំទេចកំទីម៉ាស៊ីនដែលរលាយ (ដែលគេហៅថា CMAS: calcium-magnesium-alumino-silicate) ដើម្បីបង្កើតជាគ្រីស្តាល់ដែលមានស្ថេរភាព ការពារការជ្រៀតចូលជ្រៅ។ នេះគឺជាកិច្ចព្រមព្រៀងដ៏ធំមួយនៅក្នុងម៉ាស៊ីនយន្តហោះដែលហោះហើរឆ្លងកាត់ផេះភ្នំភ្លើង ឬខ្សាច់។
ថ្នាំកូតស្រទាប់៖វិស្វករតែងតែផ្គូផ្គង GdZr₂O₇ ជាមួយ YSZ ក្នុងជង់ពហុស្រទាប់។ ជាឧទាហរណ៍ ស្រទាប់ខាងក្រោម YSZ ស្តើងអាចទប់ស្កាត់ការពង្រីកកម្ដៅបាន ខណៈដែលស្រទាប់ខាងលើ GdZr₂O₇ ផ្តល់នូវអ៊ីសូឡង់ និងស្ថេរភាពល្អ។ TBCs "ស្រទាប់ពីរ" បែបនេះអាចទាញយកប្រយោជន៍ពីវត្ថុធាតុដើមទាំងពីរ។
កម្មវិធី៖ដោយសារតែលក្ខណៈទាំងនេះ GdZr₂O₇ គឺល្អសម្រាប់ម៉ាស៊ីនជំនាន់ក្រោយ និងសមាសធាតុអវកាស។ ក្រុមហ៊ុនផលិតម៉ាស៊ីន Jet និងអ្នករចនារ៉ុក្កែតចាប់អារម្មណ៍នឹងវា ចាប់តាំងពីការអត់ធ្មត់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មានន័យថាការជំរុញ និងប្រសិទ្ធភាពកាន់តែប្រសើរ។ នៅក្នុងទួរប៊ីនឧស្ម័នសម្រាប់រោងចក្រថាមពល (រួមទាំងឧបករណ៍ដែលភ្ជាប់ជាមួយប្រភពថាមពលកកើតឡើងវិញ) ការប្រើថ្នាំកូត GdZr₂O₇ អាចច្របាច់ថាមពលកាន់តែច្រើនពីប្រេងឥន្ធនៈដូចគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ អង្គការ NASA កត់សម្គាល់ថា ដើម្បីឈានដល់ "សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែលចាំបាច់សម្រាប់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនឧស្ម័ន" YSZ គឺមិនគ្រប់គ្រាន់ទេ ហើយសម្ភារៈដូចជា gadolinium zirconate កំពុងត្រូវបានសិក្សាជំនួសវិញ។
សូម្បីតែលើសពីទួរប៊ីន ប្រព័ន្ធណាមួយដែលត្រូវការការការពារកំដៅនៅសីតុណ្ហភាពខ្លាំងអាចទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍។ នេះរាប់បញ្ចូលទាំងយានជំនិះហោះហើរលឿនជាងសំឡេង ម៉ាស៊ីនរថយន្តដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ និងសូម្បីតែឧបករណ៍ទទួលថាមពលកំដៅព្រះអាទិត្យពិសោធន៍ ដែលពន្លឺព្រះអាទិត្យត្រូវបានប្រមូលផ្តុំទៅកំដៅខ្លាំង។ ក្នុងករណីនីមួយៗ គោលដៅគឺដូចគ្នា៖អ៊ីសូឡង់ផ្នែកក្តៅដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរួម. អ៊ីសូឡង់ប្រសើរជាងមុន មានន័យថា ត្រូវការភាពត្រជាក់តិច វិទ្យុសកម្មតូចជាង ការរចនាស្រាលជាងមុន ហើយសំខាន់គឺដុតឥន្ធនៈតិច ឬប្រើថាមពលបញ្ចូលតិច។
និរន្តរភាព និងប្រសិទ្ធភាពថាមពល
ការកើនឡើងនៃបរិស្ថានgadolinium zirconateមកពីតួនាទីរបស់វានៅក្នុងបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងកាត់បន្ថយកាកសំណល់. ដោយអនុញ្ញាតឱ្យម៉ាស៊ីន និងទួរប៊ីនដំណើរការកាន់តែក្តៅ និងមានស្ថេរភាពជាងមុន ថ្នាំកូត GdZr₂O₇ រួមចំណែកដោយផ្ទាល់ក្នុងការដុតឥន្ធនៈតិចជាងមុនសម្រាប់ទិន្នផលដូចគ្នា។ សាកលវិទ្យាល័យ Virginia គូសបញ្ជាក់ថា ការកែលម្អ TBCs នាំឱ្យ "ដុតឥន្ធនៈតិចជាងមុន ដើម្បីបង្កើតបរិមាណថាមពលដូចគ្នា ដែលបណ្តាលឱ្យ... ការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ទាប" ។ នៅក្នុងពាក្យសាមញ្ញជាងនេះ រាល់ភាគរយនៃប្រសិទ្ធភាពដែលទទួលបានអាចបកប្រែទៅជា CO₂ ជាច្រើនដែលបានរក្សាទុកពេញមួយជីវិតរបស់ម៉ាស៊ីន។
ពិចារណាលើក្រុមហ៊ុនអាកាសចរណ៍៖ ប្រសិនបើទួរប៊ីនរបស់វាដំណើរការ 3-5% កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព ការសន្សំសំចៃប្រេង (និងការកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន) លើជើងហោះហើររាប់ពាន់គឺធំសម្បើម។ ដូចគ្នាដែរ រោងចក្រថាមពល សូម្បីតែឧស្ម័នធម្មជាតិដែលឆេះ ក៏ទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ ដោយសារពួកគេអាចផលិតអគ្គិសនីបានកាន់តែច្រើនពីប្រេងឥន្ធនៈនីមួយៗ។ នៅពេលដែលបណ្តាញអគ្គិសនីលាយឡំថាមពលកកើតឡើងវិញជាមួយនឹងការបម្រុងទុកទួរប៊ីន ការមានទួរប៊ីនដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ធ្វើឱ្យតម្រូវការខ្ពស់បំផុតជាមួយនឹងឥន្ធនៈហ្វូស៊ីលបន្ថែមតិច។
ខាងអ្នកប្រើប្រាស់ អ្វីៗដែលពន្យារអាយុម៉ាស៊ីន ឬកាត់បន្ថយការថែទាំក៏មានឥទ្ធិពលដល់បរិស្ថានដែរ។ TBCs ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់អាចពន្យារអាយុជីវិតនៃផ្នែកក្តៅ ដែលមានន័យថាការជំនួសតិចជាងមុន និងកាកសំណល់ឧស្សាហកម្មតិច។ ហើយតាមទស្សនៈនិរន្តរភាព GdZr₂O₇ ខ្លួនវាគឺមានស្ថេរភាពគីមី (វានឹងមិនរលួយឬបញ្ចេញចំហាយពុលបានយ៉ាងងាយទេ) ហើយវិធីសាស្រ្តផលិតបច្ចុប្បន្នអនុញ្ញាតឱ្យកែច្នៃម្សៅសេរ៉ាមិចដែលមិនប្រើឡើងវិញ។ (ជាការពិតណាស់ ហ្គាដូលីញ៉ូមគឺជាផែនដីកម្រ ដូច្នេះប្រភពដែលមានការទទួលខុសត្រូវ និងការកែច្នៃឡើងវិញមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ប៉ុន្តែនេះជាការពិតសម្រាប់សម្ភារៈបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ទាំងអស់ ហើយឧស្សាហកម្មជាច្រើនមានការគ្រប់គ្រងខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់សម្រាប់ភពកម្រ។ )
កម្មវិធីនៅក្នុង Green Technologies
ម៉ាស៊ីនយន្តហោះ និងយន្តហោះជំនាន់ក្រោយ៖ម៉ាស៊ីនយន្តហោះទំនើប និងអនាគតមានគោលបំណងសម្រាប់សីតុណ្ហភាព្រំមហះខ្ពស់ដែលមិនធ្លាប់មាន ដើម្បីកែលម្អសមាមាត្ររុញទៅទម្ងន់ និងសន្សំសំចៃប្រេង។ ស្ថេរភាពខ្ពស់ និងកម្រិតទាបរបស់ GdZr₂O₇ គាំទ្រដោយផ្ទាល់ដល់គោលដៅនេះ។ ឧទាហរណ៍ យន្តហោះយោធាទំនើបៗ និងយន្តហោះ supersonic ពាណិជ្ជកម្មដែលបានស្នើឡើង អាចមើលឃើញពីការកើនឡើងនៃការអនុវត្តពី GdZr₂O₇ TBCs ។
ទួរប៊ីនឧស្ម័នឧស្សាហកម្ម និងថាមពល៖ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ប្រើទួរប៊ីនឧស្ម័នធំសម្រាប់ថាមពលកំពូល និងសម្រាប់រោងចក្ររួមបញ្ចូលគ្នា។ ថ្នាំកូត GdZr₂O₇ អនុញ្ញាតឱ្យទួរប៊ីនទាំងនេះទាញយកថាមពលកាន់តែច្រើនពីការបញ្ចូលឥន្ធនៈនីមួយៗ មានន័យថា មេហ្គាវ៉ាត់កាន់តែច្រើនជាមួយនឹងប្រេងឥន្ធនៈដូចគ្នា ឬមេហ្គាវ៉ាត់ដូចគ្នាដែលមានឥន្ធនៈតិច។ ការកើនឡើងប្រសិទ្ធភាពនេះជួយកាត់បន្ថយ CO₂ ក្នុងមួយ MWh នៃអគ្គិសនី។
យានអវកាស (យានអវកាស និងយានជំនិះឡើងវិញ)៖យានអវកាស និងរ៉ុក្កែត ជួបប្រទះនឹងការវិលត្រលប់មកវិញ និងបញ្ចេញកំដៅ។ ខណៈពេលដែល GdZr₂O₇ មិនត្រូវបានប្រើលើផ្ទៃទាំងអស់នេះ វាត្រូវបានសិក្សាសម្រាប់ប្រើក្នុងថ្នាំកូតរថយន្តដែលមានល្បឿនលឿនជាងសំឡេង និងក្បាលម៉ាស៊ីនសម្រាប់ផ្នែកដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ការកែលម្អណាមួយអាចកាត់បន្ថយតម្រូវការត្រជាក់ ឬភាពតានតឹងផ្នែកសម្ភារៈ។
ប្រព័ន្ធថាមពលបៃតង៖នៅក្នុងរោងចក្រថាមពលកំដៅព្រះអាទិត្យ កញ្ចក់ផ្តោតពន្លឺព្រះអាទិត្យទៅលើអ្នកទទួលដែលឡើងដល់ 1000+ °C។ ការស្រោបឧបករណ៍ទទួលទាំងនេះជាមួយនឹងសេរ៉ាមិចទាប κ ដូចជា GdZr₂O₇ អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវអ៊ីសូឡង់ ដែលធ្វើអោយការបំប្លែងពីពន្លឺព្រះអាទិត្យទៅជាអគ្គិសនីមានប្រសិទ្ធភាពជាងបន្តិច។ ដូចគ្នានេះផងដែរ ម៉ាស៊ីនភ្លើងកំដៅដោយពិសោធន៍ (ដែលបំប្លែងកំដៅដោយផ្ទាល់ទៅជាអគ្គិសនី) ទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ ប្រសិនបើផ្នែកក្តៅរបស់ពួកគេនៅតែក្តៅ។
ក្នុងករណីទាំងអស់នេះ សផលប៉ះពាល់បរិស្ថានមកពីការប្រើប្រាស់ថាមពលតិច (ឥន្ធនៈ ឬថាមពលបញ្ចូល) សម្រាប់ការងារដូចគ្នា។ ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់តែងតែមានន័យថាកំដៅកាកសំណល់ទាប ហើយដូច្នេះការបំភាយតិចសម្រាប់ទិន្នផលដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ដូចដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈមួយបានដាក់វា វត្ថុធាតុដើម TBC ល្អជាងដូចជា gadolinium zirconate គឺជាគន្លឹះនៃ "អនាគតថាមពលប្រកបដោយនិរន្តរភាពជាងមុន" ដោយធ្វើឱ្យទួរប៊ីន និងម៉ាស៊ីនដំណើរការកាន់តែត្រជាក់ ប្រើប្រាស់បានយូរ និងដំណើរការកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។
គំនួសពណ៌បច្ចេកទេស
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ Gadolinium zirconate គឺមានតែមួយគត់។ ដើម្បីសង្ខេបការពិតលេចធ្លោមួយចំនួន៖
ទាប κ ចំណុចរលាយខ្ពស់៖ចំណុចរលាយរបស់វាគឺ ~ 2570 ° C ប៉ុន្តែសីតុណ្ហភាពមានប្រយោជន៍របស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយស្ថេរភាពដំណាក់កាល (~ 1500 ° C) ។ សូម្បីតែនៅក្រោមការរលាយក៏ដោយក៏វានៅតែជាអ៊ីសូឡង់ដ៏អស្ចារ្យ។
រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់៖វាមានpyrochloreបន្ទះឈើ (ក្រុមអវកាស Fd3m) ដែលក្លាយជាហ្វ្លុយអូរីតដែលខូចនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ការផ្លាស់ប្តូរតាមលំដាប់ទៅមិនសណ្តាប់ធ្នាប់នេះមិនធ្វើឱ្យខូចមុខងាររហូតដល់លើសពី ~1200-1500 °C។
ការពង្រីកកំដៅ៖GdZr₂O₇មានមេគុណពង្រីកកំដៅខ្ពស់ជាង YSZ ។ នេះអាចជាគុណសម្បត្តិដោយការផ្គូផ្គងស្រទាប់ខាងក្រោមដែកកាន់តែប្រសើរ និងកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការប្រេះនៅលើកំដៅ។
លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច៖ក្នុងនាមជាសេរ៉ាមិចផុយស្រួយ វាមិនស្វិតខ្លាំងទេ ដូច្នេះថ្នាំកូតតែងតែប្រើវាបញ្ចូលគ្នា (ឧទាហរណ៍ ស្រទាប់ខាងលើស្តើង GdZr₂O₇ លើស្រទាប់មូលដ្ឋានដែលតឹងជាង)។
ការផលិត៖GdZr₂O₇ TBCs អាចត្រូវបានអនុវត្តដោយវិធីសាស្ត្រស្តង់ដារ (ការបាញ់ប្លាស្មាបរិយាកាស ការបាញ់ប្លាស្មា ការព្យួរ EB-PVD)។ អ្នកផ្គត់ផ្គង់ដូចជា Epomaterial ផ្តល់ជូនម្សៅ GdZr₂O₇ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ការបាញ់ប្លាស្មា។
ព័ត៌មានលម្អិតបច្ចេកទេសទាំងនេះមានតុល្យភាពដោយភាពងាយស្រួល៖ ខណៈពេលដែល gadolinium និង zirconium គឺជាធាតុ "កម្រផែនដី" នោះអុកស៊ីដលទ្ធផលគឺអសកម្មគីមី និងមានសុវត្ថិភាពក្នុងការដោះស្រាយក្នុងការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មធម្មតា។ (ត្រូវយកចិត្តទុកដាក់ជានិច្ច ដើម្បីជៀសវាងការស្រូបចូលម្សៅល្អ ប៉ុន្តែ Gd₂Zr₂O₇ មិនមានគ្រោះថ្នាក់ជាងសេរ៉ាមិចអុកស៊ីដផ្សេងទៀតទេ។ )
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
Zirconate gadolinium(Gd₂Zr₂O₇) គឺជាសម្ភារៈសេរ៉ាមិចឈានមុខគេដែលរួមបញ្ចូលគ្នាធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ជាមួយចរន្តកំដៅទាបពិសេស. គុណភាពទាំងនេះធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ថ្នាំកូតរបាំងកម្ដៅកម្រិតខ្ពស់នៅក្នុងលំហអាកាស ការផលិតថាមពល និងកម្មវិធីដែលមានកំដៅខ្ពស់ផ្សេងទៀត។ តាមរយៈការបើកដំណើរការសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីនកាន់តែប្រសើរឡើង ហ្គាដូលីញ៉ូម ហ្សីកណេត រួមចំណែកដោយផ្ទាល់ដល់ការសន្សំថាមពល និងការកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន ដែលជាគោលដៅសំខាន់នៃបច្ចេកវិទ្យាប្រកបដោយនិរន្តរភាព។ នៅក្នុងការជំរុញសម្រាប់ម៉ាស៊ីន និងទួរប៊ីនពណ៌បៃតង សម្ភារៈដូចជា GdZr₂O₇ ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់៖ ពួកគេអនុញ្ញាតឱ្យយើងរុញដែនកំណត់នៃការអនុវត្ត ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយកម្រិតបរិស្ថានរបស់យើង។
សម្រាប់វិស្វករនិងអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ gadolinium zirconate គឺមានតម្លៃមើល។ ចរន្តកំដៅរបស់វា (ប្រហែល 1-2 W/m·K នៅ ~ 1000 °C) គឺស្ថិតក្នុងចំណោមកម្រិតទាបបំផុតសម្រាប់សេរ៉ាមិកណាមួយ ប៉ុន្តែវាអាចទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្លាំងនៃទួរប៊ីនជំនាន់ក្រោយ។ អ្នកផ្គត់ផ្គង់ (រួមទាំង Epomaterialszirconate gadolinium (GZO) 99.9%ផលិតផល) កំពុងផ្តល់សម្ភារៈនេះរួចហើយសម្រាប់ថ្នាំកូតបាញ់កម្ដៅ ដែលបង្ហាញពីការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មដែលកំពុងកើនឡើង។ នៅពេលដែលតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់ប្រព័ន្ធអាកាសចរណ៍ និងថាមពលដែលស្អាតជាងមុន តុល្យភាពនៃលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់ gadolinium zirconate - អ៊ីសូឡង់កំដៅខណៈពេលដែលស៊ូទ្រាំ - គឺពិតជាអ្វីដែលត្រូវការ។
ប្រភព៖ការសិក្សាដែលបានពិនិត្យដោយមិត្តភ័ក្តិ និងការបោះពុម្ពផ្សាយឧស្សាហកម្មលើសារធាតុ pyrochlores កម្រ និង TBCs ។ (ការចុះបញ្ជីផលិតផលរបស់ Epomaterial សម្រាប់ Gd₂Zr₂O₇ ផ្តល់នូវលក្ខណៈបច្ចេកទេសសម្ភារៈ។) ទាំងនេះបញ្ជាក់ពីតម្លៃនៃចរន្តកំដៅទាប និងបញ្ជាក់ពីគុណសម្បត្តិនិរន្តរភាពនៃវត្ថុធាតុដើម TBC កម្រិតខ្ពស់។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ មិថុនា-០៤-២០២៥