由俄亥俄州立大学工程学院杰出教授Nitin Padture领导的一个研究小组,发明了一种新型陶瓷涂层,可以有效地保护喷气发动机不受火山灰的影响。
在研究过程中,科学家们检测了两种涂层,这两种涂层最初是为了保护喷气发动机免受空气中砂粒的侵害而开发的。研究表明,这些涂层还可以保护喷气发动机免受火山灰沉积物的影响。灰分的主要成分是二氧化硅。2010年4月,冰岛Eyjafjallajokull火山历史性的喷发产生了大量硅酸盐灰。
帕迪说,像沙尘一样,沙尘是非常危险的。然而,根据不同的火山类型,其组成也有很大的不同。Padture补充说,Eyjafjallajökull火山爆发后,研究小组决定研究火山灰与新型耐热涂层的相互作用,并评估其基本破坏机制是否相同或不同。
博士生安德鲁·格莱德希尔和朱莉·德雷克斯勒将陶瓷涂层的样品放在金属碎片上,然后用埃亚菲亚德拉冰盖爆炸获得的火山灰覆盖样品。通过在加热炉中加热样品,模拟了喷气发动机内部温度的升高。他们使用了一种标准的喷气发动机涂层和两种抗砂涂层进行了实验。一种是由氧化铝和氧化锆组成的Padture配方,另一种是由锆酸钆衍生的新配方。他们发现,标准的喷气发动机涂层被熔融的火山灰严重破坏,而另外两种抗砂涂层保持了它们的化学结构。
研究人员检查了样品的横截面,发现熔融的火山灰穿透了标准陶瓷涂层的孔,但没有穿透其他两层涂层,只是填满了涂层表面附近的孔。
化学评价表明,火山灰在氧化铝表面下形成了一层钙长石矿物层,并在锆酸钆上形成了一层薄薄的磷灰石矿物层。这种化学作用阻止了灰扩散到涂层中。然而,大量的火山灰会短暂地堵塞喷气发动机,使其停止工作。因此,这些涂料在不利的情况下不会有好处。
这项研究发表在《先进材料》杂志网络版上。欧洲杯足球竞彩
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