Gadolinium ဇာကွန်နိတ်(Gd₂Zr₂O₇)၊ zirconate gadolinium ဟုလည်းသိကြသော၊ သည် ၎င်း၏အလွန်နိမ့်သောအပူစီးကူးမှုနှင့် ထူးခြားသောအပူတည်ငြိမ်မှုအတွက် တန်ဖိုးကြီးသော မြေရှားအောက်ဆိုဒ်ကြွေထည်ဖြစ်သည်။ ရိုးရှင်းသောအားဖြင့်၊ ၎င်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် "super-insulator" ဖြစ်သည် - အပူသည် အလွယ်တကူမစီးဆင်းနိုင်ပါ။ ဤပိုင်ဆိုင်မှုသည် အင်ဂျင်နှင့်တာဘိုင်အစိတ်အပိုင်းများကို အပူလွန်ကဲခြင်းမှ ကာကွယ်ပေးသည့် အပူအတားအဆီးအကာအရံများ (TBCs) အတွက် စံပြဖြစ်စေသည်။ ကမ္ဘာကြီးသည် ပိုမိုသန့်ရှင်းသော၊ ပိုမိုထိရောက်သောစွမ်းအင်ဆီသို့ တွန်းပို့လာသည်နှင့်အမျှ၊ Gadolinium zirconate ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများသည် အင်ဂျင်များကို ပိုမိုပူပြင်းလာပြီး ထိရောက်စွာလည်ပတ်နိုင်စေရန်၊ လောင်စာဆီလောင်ကျွမ်းမှုနှင့် ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုကို ဖြတ်တောက်ရန် ကူညီပေးပါသည်။
Gadolinium Zirconate ဆိုတာ ဘာလဲ
ဓာတုဗေဒအရ၊ gadolinium zirconate သည် pyrochlore-structured ceramic ဖြစ်သည်- ၎င်းတွင် အောက်ဆီဂျင်ပါသော သုံးဖက်မြင် ရာဇမတ်ကွက်တွင် စီစဥ်ထားသော gadolinium (Gd) နှင့် zirconium (Zr) cation များပါရှိသည်။ ၎င်း၏ဖော်မြူလာကို မကြာခဏ Gd₂Zr₂O₇ (သို့မဟုတ် တစ်ခါတစ်ရံ Gd₂O₃·ZrO₂) ဟု ရေးလေ့ရှိသည်။ ဤအမိန့်ပေးထားသော ပုံဆောင်ခဲ (pyrochlore) သည် အလွန်မြင့်မားသော အပူချိန် (~1530°C) တွင် ပိုမိုချို့ယွင်းနေသော ဖလိုရိုက်ဖွဲ့စည်းပုံအဖြစ် ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ အရေးကြီးသည်မှာ၊ ဖော်မြူလာယူနစ်တစ်ခုစီတွင် အပူသယ်ဆောင်သည့် phonons များကို ပြင်းထန်စွာ ဖြန့်ကျက်ပေးသည့် ပျောက်ဆုံးနေသော အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်- အောက်ဆီဂျင်လစ်လပ်နေရာတစ်ခု ရှိသည်။ အဆိုပါ structural quirk သည် gadolinium zirconate သည် အသုံးများသော ကြွေထည်များထက် အပူကို များစွာလျော့နည်းစေသည့် အကြောင်းရင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
Epomaterial နှင့် အခြားသော ပေးသွင်းသူများသည် TBC လျှောက်လွှာများအတွက် အထူးသန့်ရှင်းသော Gd₂Zr₂O₇ အမှုန့် (မကြာခဏ 99.9% သန့်စင်သော၊ CAS 11073-79-3) ကို ပြုလုပ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Epomaterial ၏ ထုတ်ကုန်စာမျက်နှာတွင် “Gadolinium Zirconate သည် ပလာစမာ-စပရေး TBCs များတွင် အသုံးပြုသော အပူစီးကူးမှုနည်းသော အောက်ဆိုဒ်အခြေခံ ကြွေထည်တစ်ခုဖြစ်သည်” ကို မီးမောင်းထိုးပြထားသည်။ ယင်းဖော်ပြချက်များသည် ၎င်း၏နိမ့်ကျသော κ စရိုက်လက္ခဏာသည် ၎င်း၏တန်ဖိုးအတွက် အဓိကအချက်ဖြစ်ကြောင်း ပေါ်လွင်စေသည်။ (အမှန်စင်စစ်၊ “Zirconate Gadolinium (GZO)” အတွက် Epomaterial ၏စာရင်းတွင် ၎င်းကို အဖြူရောင်၊ အောက်ဆိုဒ်အခြေခံ အပူဖြန်းပစ္စည်းအဖြစ် ပြသထားသည်။)
အဘယ်ကြောင့်နည်း။
Thermal conductivity (κ) သည် ပစ္စည်းတစ်ခုမှတဆင့် အလွယ်တကူ အပူစီးဆင်းပုံကို တိုင်းတာသည်။ Gadolinium zirconate ၏ κ သည် အထူးသဖြင့် အင်ဂျင်ကဲ့သို့ အပူချိန်များတွင် ကြွေထည်ပစ္စည်းအတွက် အံ့ဩလောက်အောင်နိမ့်ပါးသည်။ လေ့လာမှုများက 1-2 W·m⁻¹·K⁻¹ ၏ 1000°C ဝန်းကျင်တွင် တန်ဖိုးများကို အစီရင်ခံပါသည်။ အကြောင်းအရာအတွက်၊ သမားရိုးကျ yttria-stabilized zirconia (YSZ) - ဆယ်စုနှစ်များကြာ TBC စံနှုန်း - သည် အလားတူအပူချိန်တွင် 2-3 W·m⁻¹·K⁻¹ ခန့်ဖြစ်သည်။ လေ့လာမှုတစ်ခုတွင် Wu et al ။ Gd₂Zr₂O₇ ၏ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းသည် 700°C တွင် ~1.6 W·m⁻¹·K⁻¹၊ တူညီသောအခြေအနေများအောက်တွင် YSZ အတွက် 2.3 နှင့် နှိုင်းယှဉ်ထားသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ အခြားအစီရင်ခံစာတွင် ဂါဒိုလီနီယမ် ဇစ်ကွန်နိတ်အတွက် 1000°C တွင် 1.0–1.8 W·m⁻¹·K⁻¹ အပိုင်းအခြားကို “YSZ ထက်နည်းသည်” ဟု မှတ်သားထားသည်။ လက်တွေ့အသုံးအနှုန်းအရ၊ GdZr₂O₇ အလွှာသည် အပူချိန်မြင့်မားသော YSZ အလွှာထက် အပူဒဏ်ကို လျော့နည်းစေသည် - လျှပ်ကာအတွက် ကြီးမားသောအားသာချက်ဖြစ်သည်။
Gadolinium Zirconate (Gd₂Zr₂O₇) ၏ အဓိကအကျိုးကျေးဇူးများ-
အလွန်နိမ့်သောအပူစီးကူးမှု- 700-1000°C တွင် ~1–2 W/m·K၊ YSZ အောက် သိသိသာသာ။
မြင့်မားသောအဆင့်တည်ငြိမ်မှု- YSZ ၏ ~1200°C ကန့်သတ်ချက်ထက် အကွာအဝေး ~1500°C အထိ တည်ငြိမ်နေပါသည်။
မြင့်မားသောအပူအားချဲ့ထွင်ခြင်း- အပေါ်ယံပိုင်းရှိ ဖိစီးမှုများကို လျှော့ချပေးနိုင်သည့် YSZ ထက် အပူကိုပိုမိုချဲ့ထွင်သည်။
ဓာတ်တိုးမှုနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်- တည်ငြိမ်သော အောက်ဆိုဒ်အဆင့်များကို ပုံဖော်သည်။ သွန်းသော CMAS သိုက်များသည် YSZ ထက် ပိုကောင်းသည် (ရှားပါးမြေကြီး ဇာကွန်နိတ်များသည် ဆီလီကိတ်သိုက်များနှင့် တုံ့ပြန်ပြီး အကာအကွယ်ပုံဆောင်ခဲများ ဖွဲ့စည်းကြသည်)။
Eco-သက်ရောက်မှု- အင်ဂျင်/တာဘိုင်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ခြင်းဖြင့် လောင်စာဆီသုံးစွဲမှုနှင့် ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုကို လျှော့ချပေးသည်။
ဤအချက်တစ်ခုစီသည် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုနှင့် ရေရှည်တည်တံ့မှုတို့နှင့် ပြန်လည်ဆက်စပ်နေသည်။ GdZr₂O₇ သည် ပိုကောင်းသောကြောင့် အင်ဂျင်များသည် အအေးခံမှုနည်းရန် လိုအပ်ပြီး ပိုပူလာကာ ပိုမိုထိရောက်မှုနှင့် လောင်စာဆီသုံးစွဲမှု နည်းပါးခြင်းသို့ တိုက်ရိုက်ဘာသာပြန်ပေးပါသည်။ ဗာဂျီးနီးယားတက္ကသိုလ်၏ လေ့လာမှုတစ်ခုအရ TBC ထိရောက်မှု ပိုကောင်းလာခြင်းသည် တူညီသော စွမ်းအင်ပမာဏကို ထုတ်လုပ်ရန် လောင်စာဆီနည်းကို လောင်ကျွမ်းစေပြီး… ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှု နည်းပါးစေခြင်းတို့ကို ဖြစ်စေသည်။ အတိုချုပ်အားဖြင့်၊ gadolinium zirconate သည် စက်များကို သန့်စင်အောင် ကူညီပေးနိုင်သည်။
အသေးစိတ်အားဖြင့် အပူလျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း
အဓိကမေးခွန်းကိုဖြေဆိုရန် "ဂါဒိုလီနီယမ်ဇာကွန်နိတ်၏အပူစီးကူးမှုကားအဘယ်နည်း။"- 700-1000°C အကွာအဝေးတွင် ကြွေထည်တစ်ခုအတွက် အလွန်နိမ့်ပါးပါသည်။ ဒါကို လေ့လာမှုအများအပြားက အတည်ပြုထားပါတယ်။ Wu et al ။ Gd₂Zr₂O₇ အတွက် 700°C တွင် ≈1.6 W/m·K ကို အစီရင်ခံပြီး YSZ သည် တူညီသောအခြေအနေအောက်တွင် ≈2.3 တိုင်းတာသည်။ Shen et al ။ “1.0–1.8 W/m·K 1000°C” တွင် မှတ်ထားပါ။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနှင့်၊ YSZ ၏ 1000°C တွင် လျှပ်ကူးနိုင်မှုသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 2–3 W/m·K ဝန်းကျင်ဖြစ်သည်။ နေ့စဉ်သုံးအသုံးအနှုန်းများတွင်၊ GdZr₂O₇ ပါရှိသော ကာရံပြားနှစ်ခုသည် တူညီသောအထူရှိသော YSZ ကြွေပြားထက် များစွာအေးနေပါသည်။
Gd₂Zr₂O₇ အဘယ်ကြောင့် အလွန်နိမ့်ကျသနည်း။ ၎င်း၏ပုံသဏ္ဍာန်ဖွဲ့စည်းပုံမှာမူရင်းအားဖြင့် အပူစီးဆင်းမှုကို ဟန့်တားသည်။ ယူနစ်တစ်ခုစီရှိ ဆဲလ်တစ်ခုစီရှိ အောက်ဆီဂျင်လစ်လပ်များသည် phonons (အပူသယ်ဆောင်သူများ) နှင့် gadolinium ၏လေးလံသောအက်တမ်အလေးချိန်သည် ရာဇမတ်ကွက်တုန်ခါမှုများကို ပိုမိုစိုစွတ်စေသည်။ အရင်းအမြစ်တစ်ခုက ရှင်းပြထားသည့်အတိုင်း "အောက်ဆီဂျင်လစ်လပ်မှုသည် phonon ပြန့်ကျဲမှုကို တိုးစေပြီး အပူစီးကူးမှုကို လျော့ကျစေသည်" ဟုဆိုသည်။ ထုတ်လုပ်သူများက ဤပိုင်ဆိုင်မှုကို အသုံးချသည်- Epomaterial ၏ ကတ်တလောက်မှတ်စုများ GdZr₂O₇ သည် κ နိမ့်သောကြောင့် အထူးအားဖြင့် ပလာစမာ-ဖျန်းသော အပူအတားအဆီးအကာအရံများတွင် အသုံးပြုပါသည်။ အနှစ်သာရအားဖြင့် ၎င်း၏သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံသည် အတွင်းအပူကို စုပ်ယူပြီး အောက်ခြေသတ္တုကို ကာကွယ်ပေးသည်။
Thermal Barrier Coatings (TBCs) နှင့် အသုံးချမှုများ
အပူခံအတားအဆီးအပေါ်ယံပိုင်းဓာတ်ငွေ့ပူများ (တာဘိုင်ဓါးများကဲ့သို့) သတ္တုအစိတ်အပိုင်းများပေါ်တွင် ကြွေထည်အလွှာများဖြစ်သည်။ အပူကို ရောင်ပြန်ဟပ်ပြီး ကာရံထားခြင်းဖြင့် TBC များသည် အင်ဂျင်များနှင့် တာဘိုင်များကို အရည်ပျော်ခြင်းမရှိဘဲ ပိုမိုမြင့်မားသောအပူချိန်တွင် လည်ပတ်စေပါသည်။ Gadolinium zirconate အဖြစ် ပေါ်ပေါက်လာခဲ့သည်။မျိုးဆက်သစ် TBC ပစ္စည်းပြင်းထန်သောအခြေအနေများတွင် YSZ ကို ဖြည့်စွက်ခြင်း သို့မဟုတ် အစားထိုးခြင်း။ အဓိက အကြောင်းရင်းများတွင် ၎င်း၏ တည်ငြိမ်မှုနှင့် အကာအကွယ်များ ပါဝင်သည်-
အလွန်အမင်း အပူချိန် စွမ်းဆောင်ရည်-Gd₂Zr₂O₇ ၏ pyrochlore-to-fluorite အဆင့်အကူးအပြောင်းသည် အနီးတွင်ဖြစ်ပေါ်သည်1530°CYSZ ၏ ~1200°C အထက်တွင်ရှိသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ GdZr₂O₇ အပေါ်ယံအလွှာများသည် ခေတ်မီတာဘိုင်ပူပြင်းသည့်အပိုင်းများ၏ ပူလောင်သောအပူချိန်တွင် ကျန်ရှိနေသည်။
ပူပြင်းသောချေးကိုခံနိုင်ရည်-GdZr₂O₇ ကဲ့သို့သော ရှားရှားပါးပါး ဇာကွန်များသည် CMAS ဟုခေါ်သော အင်ဂျင်အပျက်အစီးများ (CMAS: calcium-magnesium-alumino-silicate) နှင့် ဓာတ်ပြုပြီး တည်ငြိမ်သောပုံဆောင်ခဲများ ဖန်တီးကာ နက်ရှိုင်းသော စိမ့်ဝင်မှုမှ ကာကွယ်ပေးပါသည်။ ဤသည်မှာ မီးတောင်ပြာများ သို့မဟုတ် သဲများပေါ်တွင် ပျံသန်းနေသော ဂျက်အင်ဂျင်များတွင် ကြီးမားသောအချက်ဖြစ်သည်။
အလွှာအလွှာများအင်ဂျင်နီယာများသည် GdZr₂O₇ နှင့် YSZ တို့ကို အလွှာပေါင်းစုံ အကွက်များဖြင့် တွဲပေးလေ့ရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ GdZr₂O₇ အပေါ်ဆုံးအလွှာသည် သာလွန်သော လျှပ်ကာနှင့် တည်ငြိမ်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသော်လည်း ပါးလွှာသော YSZ အောက်ခံအလွှာသည် အပူချဲ့ထွင်မှုကို ကြားခံနိုင်သည်။ ထိုကဲ့သို့သော "နှစ်ထပ်အလွှာ" TBC များသည် ပစ္စည်းနှစ်ခုစလုံး၏ အကောင်းဆုံးကို အသုံးချနိုင်သည်။
အပလီကေးရှင်းများဤအင်္ဂါရပ်များကြောင့် GdZr₂O₇ သည် မျိုးဆက်သစ်အင်ဂျင်များနှင့် အာကာသယာဉ်အစိတ်အပိုင်းများအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်သည်။ ဂျက်အင်ဂျင်ထုတ်လုပ်သူများနှင့် ဒုံးပျံဒီဇိုင်နာများက ၎င်းကို စိတ်ဝင်စားကြသည်၊ မြင့်မားသောအပူချိန်ခံနိုင်ရည်ရှိမှုသည် တွန်းအားနှင့် ထိရောက်မှုပိုကောင်းသောကြောင့် ၎င်းကို စိတ်ဝင်စားကြသည်။ ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများအတွက် ဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်များတွင် (ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်ရင်းမြစ်များနှင့် တွဲဖက်ထားသည့်အရာများအပါအဝင်) တွင် GdZr₂O₇ အပေါ်ယံပိုင်းကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် တူညီသောလောင်စာဆီမှ ပါဝါပိုမိုညှစ်ထုတ်နိုင်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်အင်ဂျင်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်မြှင့်တင်ရန်အတွက် လိုအပ်သော "မြင့်မားသောအပူချိန်သို့ရောက်ရှိရန်" NASA မှ YSZ သည် မလုံလောက်ကြောင်းနှင့် အစား gadolinium zirconate ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများအား လေ့လာနေပါသည်။
တာဘိုင်များအပြင် လွန်ကဲသောအပူချိန်တွင် အပူကာကွယ်မှုလိုအပ်သော မည်သည့်စနစ်မဆို အကျိုးရှိနိုင်သည်။ ၎င်းတွင် အသံထက်မြန်သော ပျံသန်းရေးယာဉ်များ၊ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် မော်တော်ယာဥ်အင်ဂျင်များနှင့် နေရောင်ခြည် လွန်ကဲစွာ အပူဒဏ်ခံရသော စမ်းသပ်ဆဲ နေရောင်ခြည်စွမ်းအင်သုံး ဓာတ်အားပေးစက်များ ပါဝင်သည်။ ကိစ္စတိုင်းတွင် ပန်းတိုင်သည် အတူတူပင်ဖြစ်သည်-အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် ပူသောအစိတ်အပိုင်းများကို အကာအကွယ်ပေးသည်။. ပိုမိုကောင်းမွန်သော insulation ဆိုသည်မှာ အအေးခံမှု နည်းပါးခြင်း၊ ရေတိုင်ကီငယ်များ၊ ပေါ့ပါးသော ဒီဇိုင်းများ နှင့် အရေးကြီးသည်မှာ လောင်စာဆီ လျော့နည်းလောင်ကျွမ်းခြင်း သို့မဟုတ် ထည့်သွင်းစွမ်းအင် နည်းပါးခြင်းတို့ကို ဆိုလိုပါသည်။
ရေရှည်တည်တံ့မှုနှင့် စွမ်းအင်ထိရောက်မှု
ပတ်ဝန်းကျင်ရဲ့ လွှမ်းမိုးမှုgadolinium zirconate၎င်း၏အခန်းကဏ္ဍမှလာသည်။ထိရောက်မှုနှင့် စွန့်ပစ်ပစ္စည်းများကို လျှော့ချပေးသည်။. အင်ဂျင်များနှင့် တာဘိုင်များကို ပိုပူပြီး တည်ငြိမ်အောင် လုပ်ဆောင်ပေးခြင်းဖြင့်၊ GdZr₂O₇ အပေါ်ယံပိုင်းသည် တူညီသောထွက်ရှိမှုအတွက် လောင်စာဆီ လျော့နည်းလောင်ကျွမ်းစေရန် တိုက်ရိုက်ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ ဗာဂျီးနီးယားတက္ကသိုလ်သည် TBCs များကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် တူညီသောစွမ်းအင်ပမာဏကိုထုတ်လုပ်ရန် လောင်စာဆီနည်းပါးစေပြီး ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုနည်းပါးစေကြောင်း မီးမောင်းထိုးပြထားသည်။ ရိုးရှင်းသောအသုံးအနှုန်းဖြင့် ရရှိလာသော ထိရောက်မှုရာခိုင်နှုန်းတိုင်းသည် စက်၏သက်တမ်းတစ်လျှောက် သိမ်းဆည်းထားသော CO₂ တန်များအဖြစ် ဘာသာပြန်ဆိုနိုင်ပါသည်။
လေကြောင်းလိုင်းတစ်ခုအား သုံးသပ်ကြည့်ပါ- ၎င်း၏တာဘိုင်များသည် 3-5% ပိုမိုထိရောက်စွာလည်ပတ်ပါက၊ ပျံသန်းမှုထောင်ပေါင်းများစွာအတွက် လောင်စာဆီချွေတာခြင်း (နှင့် ထုတ်လွှတ်မှုလျှော့ချခြင်း) သည် ကြီးမားပါသည်။ အလားတူပင်၊ သဘာဝဓာတ်ငွေ့လောင်စာများပင်လျှင် ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများသည် လောင်စာတစ်ကုဗမီတာမှ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ပိုမိုထုတ်လုပ်နိုင်သောကြောင့် အကျိုးရှိသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားလိုင်းများသည် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲဖြစ်သော တာဘိုင်အရံများနှင့် ရောနှောသောအခါ၊ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် တာဘိုင်များထားရှိခြင်းသည် ရုပ်ကြွင်းလောင်စာနည်းဖြင့် အမြင့်ဆုံးဝယ်လိုအားကို ချောမွေ့စေသည်။
စားသုံးသူဘက်တွင်၊ အင်ဂျင်သက်တမ်းကို တာရှည်ခံစေသည့် သို့မဟုတ် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှု လျော့နည်းစေသည့် မည်သည့်အရာမဆို ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ အကျိုးသက်ရောက်မှုများလည်း ရှိသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် TBCs များသည် အစားထိုးမှုနည်းပြီး စက်မှုစွန့်ပစ်ပစ္စည်း နည်းပါးခြင်းကို ဆိုလိုသည်။ ရေရှည်တည်တံ့မှု ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် GdZr₂O₇ ကိုယ်တိုင်က ဓာတုဗေဒအရ တည်ငြိမ်သည် (၎င်းသည် အလွယ်တကူ ပုပ်သွားခြင်း သို့မဟုတ် အဆိပ်အတောက်များကို ထုတ်လွှတ်မည်မဟုတ်) နှင့် လက်ရှိ ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းများက အသုံးမပြုသော ကြွေမှုန့်များကို ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ (ဟုတ်ပါတယ်၊ gadolinium သည် ရှားပါးမြေကြီးဖြစ်သောကြောင့် တာဝန်ယူမှုရှိသော အရင်းအမြစ်နှင့် ပြန်လည်အသုံးပြုခြင်းမှာ အရေးကြီးပါသည်။ သို့သော် ၎င်းသည် နည်းပညာမြင့်ပစ္စည်းများအားလုံးအတွက် မှန်ပါသည်၊ စက်မှုလုပ်ငန်းအများအပြားတွင် ရှားပါးမြေရှားပါးမှုအတွက် ထောက်ပံ့ရေးကွင်းဆက်ထိန်းချုပ်မှုများရှိသည်။)
Green Technologies တွင် အသုံးချမှုများ
မျိုးဆက်သစ်ဂျက်လေယာဉ်နှင့် လေယာဉ်အင်ဂျင်များ-ခေတ်မီနှင့် အနာဂတ်ဂျက်အင်ဂျင်များသည် တွန်းအားမှအလေးချိန်အချိုးနှုန်းနှင့် လောင်စာဆီချွေတာမှုကို မြှင့်တင်ရန် ရည်မှန်းထားသော လောင်ကျွမ်းမှုအပူချိန်များ ပိုမိုမြင့်မားလာစေရန် ရည်ရွယ်ပါသည်။ GdZr₂O₇ ၏ မြင့်မားသော တည်ငြိမ်မှုနှင့် အနိမ့် κ တို့သည် ဤပန်းတိုင်ကို တိုက်ရိုက် ပံ့ပိုးပေးသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အဆင့်မြင့် စစ်ဂျက်လေယာဉ်များနှင့် အဆိုပြုထားသော စီးပွားရေးဆိုင်ရာ အသံထက်မြန်သော လေယာဉ်များသည် GdZr₂O₇ TBCs များမှ စွမ်းဆောင်ရည် အကျိုးကျေးဇူးများကို မြင်တွေ့နိုင်သည်။
စက်မှုနှင့် ဓာတ်အားပေး ဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်များအသုံးအဆောင်များသည် အမြင့်ဆုံးပါဝါအတွက်နှင့် ပေါင်းစပ်စက်ဝန်းစက်ရုံများအတွက် ကြီးမားသောဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်များကို အသုံးပြုပါသည်။ GdZr₂O₇ အပေါ်ယံအလွှာများသည် ဤတာဘိုင်များကို လောင်စာဆီတစ်ခုစီမှ စွမ်းအင်ပိုမိုထုတ်ယူနိုင်စေသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ တူညီသောလောင်စာနှင့် တူညီသောမဂ္ဂါဝပ်များ သို့မဟုတ် လောင်စာနည်းသော တူညီသောမဂ္ဂါဝပ်ပိုမိုရရှိစေသည်။ ဤထိရောက်မှုသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား တစ်မဂ္ဂါဝပ်လျှင် CO₂ ကို လျှော့ချပေးသည်။
အာကာသယာဉ် (အာကာသယာဉ်နှင့် ပြန်လည်ဝင်ရောက်မှု)အာကာသလွန်းပျံယာဉ်များနှင့် ဒုံးပျံများသည် ပြန်လည်ဝင်ရောက်မှုနှင့် လွှတ်တင်သည့် အပူဒဏ်ကို ကြုံကြိုက်သည်။ GdZr₂O₇ကို ဤမျက်နှာပြင်များအားလုံးတွင် အသုံးမပြုသော်လည်း၊ အလွန်အပူချိန်မြင့်သောအပိုင်းများအတွက် hypersonic ယာဉ်အပေါ်ယံပိုင်းနှင့် အင်ဂျင် Nozzles များတွင် အသုံးပြုရန်အတွက် လေ့လာထားပါသည်။ မည်သည့်တိုးတက်မှုမဆို အအေးခံရန် လိုအပ်ချက်များ သို့မဟုတ် ပစ္စည်းဖိစီးမှုကို လျှော့ချနိုင်သည်။
အစိမ်းရောင်စွမ်းအင်စနစ်များနေရောင်ခြည်စွမ်းအင်သုံး ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများတွင် မှန်များသည် နေရောင်ခြည်ကို 1000+°C ရောက်နိုင်သော လက်ခံကိရိယာများပေါ်တွင် အာရုံစိုက်ထားသည်။ GdZr₂O₇ကဲ့သို့သော low-κ ကြွေထည်ပစ္စည်းများဖြင့် ကာထားသော ဤလက်ခံကိရိယာများသည် လျှပ်ကာများကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပြီး နေရောင်ခြည်မှလျှပ်စစ်သို့ ပြောင်းလဲခြင်း အနည်းငယ်ပိုမိုထိရောက်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ ၎င်းတို့၏ ပူသောဘက်ခြမ်းသည် ပိုပူနေပါက (အပူကို တိုက်ရိုက်လျှပ်စစ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည့်) စမ်းသပ် အပူချိန် ဂျင်နရေတာများသည် အကျိုးပြုပါသည်။
ဤကိစ္စများအားလုံးတွင်၊သဘာဝပတ်ဝန်းကျင်ထိခိုက်မှုတူညီသောအလုပ်အတွက် စွမ်းအင်နည်းပါးသော (လောင်စာ သို့မဟုတ် ပါဝါထည့်သွင်းမှု) မှ လာပါသည်။ ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်သည် အမြဲတမ်း စွန့်ပစ်အပူရှိန်ကို နိမ့်ကျစေပြီး ထုတ်ပေးသော ထုတ်ပေးမှုအတွက် ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှု နည်းပါးစေသည်။ သိပ္ပံပညာရှင်တစ်ဦးမှ ပြောကြားခဲ့သည့်အတိုင်း၊ Gadolinium zirconate ကဲ့သို့သော ပိုမိုကောင်းမွန်သော TBC ပစ္စည်းများသည် တာဘိုင်များနှင့် အင်ဂျင်များကို ပိုမိုအေးမြစေရန်၊ ကြာရှည်ခံကာ ပိုမိုထိရောက်စွာ လည်ပတ်နိုင်စေရန်အတွက် တာဘိုင်များနှင့် အင်ဂျင်များကို လည်ပတ်စေခြင်းဖြင့် "ပိုမိုတည်တံ့သောစွမ်းအင်အနာဂတ်" အတွက် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်ပါသည်။
နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ ပေါ်လွင်ချက်များ
Gadolinium zirconate ၏ ဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်မှုသည် ထူးခြားသည်။ ထူးခြားသောအချက်အချို့ကို အကျဉ်းချုပ်ရန်-
အနိမ့် κ၊ မြင့်မားသော အရည်ပျော်မှတ်၎င်း၏ အရည်ပျော်မှတ်သည် ~2570 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ဖြစ်သော်လည်း ၎င်း၏အသုံးဝင်သောအပူချိန်ကို အဆင့်တည်ငြိမ်မှု (~1500°C) ဖြင့် ကန့်သတ်ထားသည်။ အရည်ပျော်မှုအောက်တွင် ကောင်းစွာပင်၊ ၎င်းသည် အလွန်ကောင်းမွန်သော insulator တစ်ခုအဖြစ် ကျန်ရှိနေပါသည်။
သလင်းကျောက်ဖွဲ့စည်းပုံ-တစ်ခုရှိပါတယ်။pyrochloreရာဇမတ်ကွက် (အာကာသအုပ်စု Fd3m) ဖြစ်လာသည်။ချို့ယွင်းနေသော ဖလိုရိုက်မြင့်မားသောအပူချိန်မှာ။ ဤအစီအစဉ်မှ မမှန်သော အသွင်ကူးပြောင်းမှုသည် ~ 1200 မှ 1500°C အထက်အထိ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ကျဆင်းစေမည်မဟုတ်ပါ။
အပူပိုင်းချဲ့ထွင်ခြင်း-GdZr₂O₇ သည် YSZ ထက် ပိုမိုမြင့်မားသော အပူချိန်ချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်း ရှိသည်။ ၎င်းသည် သတ္တုအလွှာများကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ လိုက်ဖက်ညီစေပြီး အပူရှိန်တွင် အက်ကွဲနိုင်ခြေကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် အကျိုးကျေးဇူးရှိနိုင်ပါသည်။
စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကြွပ်ဆတ်သော ကြွေထည်ဖြစ်သောကြောင့် အထူးအားဖြင့် ခက်ခဲသည်မဟုတ်ပါ - ထို့ကြောင့် အပေါ်ယံအလွှာများကို မကြာခဏ ပေါင်းစပ်အသုံးပြုသည် (ဥပမာ- GdZr₂O₇ ပါးလွှာသော အောက်ခြေအလွှာထက် ပိုပြင်းထန်သော အပေါ်ဆုံးအလွှာ)။
ထုတ်လုပ်ခြင်း-GdZr₂O₇ TBCs များကို စံနည်းလမ်းများ (လေထုပလာစမာဖြန်းဆေး၊ ဆိုင်းထိန်းပလာစမာဖြန်းဆေး၊ EB-PVD) ဖြင့် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ Epomaterial ကဲ့သို့သော ပေးသွင်းသူများသည် GdZr₂O₇ အမှုန့်ကို ပလာစမာဖြန်းဆေးအတွက် အထူးထုတ်လုပ်ထားပါသည်။
ဤနည်းပညာဆိုင်ရာ အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို သုံးစွဲနိုင်မှုအားဖြင့် ဟန်ချက်ညီသည်- gadolinium နှင့် zirconium တို့သည် "ရှားပါးသောမြေကြီး" ဒြပ်စင်များဖြစ်သော်လည်း၊ ရရှိလာသော အောက်ဆိုဒ်သည် ဓာတုဗေဒနည်းအရ အားနည်းနေပြီး ပုံမှန်စက်မှုလုပ်ငန်းသုံးတွင် ကိုင်တွယ်ရန် ဘေးကင်းပါသည်။ (အမှုန်အမွှားများကို ရှူရှိုက်မိခြင်းမှ ရှောင်ကြဉ်ရန် အမြဲဂရုပြုထားသော်လည်း Gd₂Zr₂O₇ သည် အခြားသော အောက်ဆိုဒ်ကြွေထည်များထက် အန္တရာယ်မရှိပါ။)
နိဂုံး
Zirconate ဂါဒိုလီနီယမ်(Gd₂Zr₂O₇) သည် ပေါင်းစပ်ထားသော ထိပ်တန်းကြွေထည်ပစ္စည်းဖြစ်သည်။မြင့်မားသောအပူချိန်ကြာရှည်ခံမှုအတူထူးထူးခြားခြား အပူစီးကူးနိုင်မှု နည်းပါးသည်။. ဤအရည်အသွေးများသည် အာကာသ၊ ပါဝါထုတ်လုပ်ခြင်းနှင့် အခြားအပူရှိန်မြင့်မားသောအသုံးချပရိုဂရမ်များတွင် အဆင့်မြင့်အပူအတားအဆီးအကာအရံများအတွက် စံပြဖြစ်စေသည်။ ပိုမိုမြင့်မားသောလည်ပတ်မှုအပူချိန်နှင့် အင်ဂျင်စွမ်းဆောင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ခြင်းဖြင့်၊ gadolinium zirconate သည် စွမ်းအင်ချွေတာရေးနှင့် ထုတ်လွှတ်မှုလျှော့ချရေးတို့အတွက် တိုက်ရိုက်ပါဝင်သည် - ရေရှည်တည်တံ့သောနည်းပညာ၏ပန်းတိုင်များဖြစ်သည်။ ပိုမိုစိမ်းလန်းသော အင်ဂျင်များနှင့် တာဘိုင်များအတွက် မောင်းနှင်မှုတွင်၊ GdZr₂O₇ ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများသည် ကျွန်ုပ်တို့၏ ပတ်ဝန်းကျင်ခြေရာကို ချုံ့လိုက်ချိန်တွင် စွမ်းဆောင်ရည်ကန့်သတ်ချက်များကို တွန်းပို့နိုင်စေပါသည်။
အင်ဂျင်နီယာများနှင့် ပစ္စည်းသိပ္ပံပညာရှင်များအတွက် gadolinium zirconate သည် ကြည့်ရှုရကျိုးနပ်သည်။ ၎င်း၏အပူစီးကူးနိုင်မှု (1-2 W/m·K တွင် ~ 1000°C ဝန်းကျင်) သည် ကြွေထည်တိုင်းအတွက် အနိမ့်ဆုံးဖြစ်ပြီး မျိုးဆက်သစ်တာဘိုင်များ၏ ပြင်းထန်သောအပူချိန်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ပေးသွင်းသူများ (Epomaterial အပါအဝင်zirconate gadolinium (GZO) 99.9%ထုတ်ကုန်) သည် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး ကြီးထွားလာမှုကို ညွှန်ပြနေသည့် အပူဖြန်းအလွှာများအတွက် ဤပစ္စည်းကို ပံ့ပိုးပေးနေပြီဖြစ်သည်။ သန့်ရှင်းသောလေကြောင်းနှင့် ပါဝါစနစ်များအတွက် ၀ယ်လိုအား မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ gadolinium zirconate ၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများ - ၎င်းကိုခံနိုင်ရည်ရှိနေစဉ်အပူခံခြင်း - လိုအပ်သောအရာသည် အတိအကျဖြစ်သည်။
အရင်းအမြစ်များမြေရှားပါး pyrochlores နှင့် TBCs များအကြောင်း သက်တူရွယ်တူ သုံးသပ်ထားသော လေ့လာမှုများနှင့် လုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ပုံနှိပ်ထုတ်ဝေမှုများ။ (Gd₂Zr₂O₇ အတွက် Epomaterial ၏ ထုတ်ကုန်စာရင်းတွင် ပစ္စည်းအသေးစိတ်အချက်အလက်များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။) ၎င်းတို့သည် နိမ့်သောအပူစီးကူးမှုတန်ဖိုးများကို အတည်ပြုပြီး အဆင့်မြင့် TBC ပစ္စည်းများ၏ ရေရှည်တည်တံ့မှုဆိုင်ရာ အားသာချက်များကို မီးမောင်းထိုးပြပါသည်။
စာတိုက်အချိန်- ဇွန်-၀၄-၂၀၂၅