Научный коллектив Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) представил новую разработку — термобарьерное покрытие из композиции стекла и алюминия, предназначенное для защиты металлических элементов двигателей внутреннего сгорания от высоких температур. Применение материала направлено на повышение эффективности моторов и сокращение потребления топлива.
Старший научный сотрудник Политехнического института ЮУрГУ, доктор химических наук Дмитрий Жеребцов уточнил, что в ходе экспериментов удалось нанести на образец покрытие толщиной 1,34 мм. Полученный слой характеризуется ровной поверхностью, минимальной шероховатостью и низкой пористостью — на уровне 1–2%. По словам разработчика, технология позволит увеличить коэффициент полезного действия двигателей и снизить расход горючего, одновременно повышая устойчивость узлов к термическим нагрузкам.
Метод детонационного напыления как ключевая особенность процесса
Для формирования покрытия применили метод детонационного напыления, при котором частицы порошка разгоняются до скоростей 500–1000 м/с за счёт энергии управляемого взрыва. В качестве исходных компонентов использовали алюминиевый сплав марки АК4 (содержание алюминия 91–94%) и силикатное стекло.
Учёный объяснил, что изолированное применение стекла даёт хрупкую структуру с трещинами и неровностями, а чистый алюминий при плавлении формирует нежелательные наплывы. Комбинация же двух материалов даёт синергетический эффект: стекло расширяет спектр излучения в газовой струе, способствуя плавлению алюминиевых частиц, а алюминий связывает частицы стекла, обеспечивая механическую прочность итогового слоя.
Практический эффект для работы двигателей
Новое покрытие выполняет функцию теплоизолятора, уменьшая поток тепла от раскалённых продуктов сгорания к металлическим деталям мотора, в первую очередь — к поршням. Снижение теплоотвода позволяет двигателю работать при более высоких температурах, что повышает общий КПД установки и одновременно сокращает удельный расход топлива.
Согласно комментарию разработчика, конкретные показатели прироста эффективности и экономии горючего будут варьироваться в зависимости от марки, модели двигателя и режимов его эксплуатации. Тем не менее, сама возможность нанести такое покрытие на реальные детали открывает перспективу масштабного применения технологии в автомобильной и промышленной энергетике.