Ученые из Китая достигли нового прогресса в области высокоэнтропийных инфракрасных радиационных энергосберегающих материалов
Китайские исследователи разработали новый класс материалов с рекордной инфракрасной излучательной способностью и термостойкостью, что открывает перспективы для значительного снижения энергопотребления в промышленности
Короткое резюме
Исследовательская группа из Института химической физики Ланьчжоу Китайской академии наук разработала новый высокоэнтропийный оксидный материал с исключительно высокой инфракрасной излучательной способностью, который может значительно повысить эффективность теплопередачи и снизить энергопотребление в высокотемпературных промышленных процессах.
Материал (Co0.25Ni0.25Mn0.25Cu0.25)Cr2O4, синтезированный методом низкозатратного твердофазного синтеза, демонстрирует излучательную способность 0.90 в диапазоне 0.78–16 мкм, что вдвое выше, чем у традиционных бинарных оксидов в ключевом для теплообмена окне 2–8 мкм. Ключевым прорывом стала стратегия «энтропийно-управляемой многофазной инженерии», которая через управляемое легирование лантаном и эффект высокой конфигурационной энтропии стабилизировала три кристаллические фазы, создав смешанные валентности и обилие кислородных вакансий.
Материал сохраняет высокую излучательную способность и однофазную структуру после 200 часов старения при 1300°C, а в виде напыляемого покрытия на стали и огнеупорах достигает излучательной способности около 0.96. Моделирование показывает, что его применение может повысить температуру внутри печи примерно на 44.3°C. Это исследование обеспечивает теоретическое руководство для разработки нового поколения инфракрасных радиационных покрытий и намечает путь для создания высокотемпературных материалов в области теплового менеджмента, преобразования энергии и защиты окружающей среды.
Рекордная излучательная способность
Новый высокоэнтропийный оксид демонстрирует излучательную способность 0.90 в широком ИК-диапазоне, что вдвое выше аналогов в ключевом для теплообмена спектральном окне (2–8 мкм)
Исключительная термостабильность
Материал сохраняет свою однофазную структуру и высокие радиационные свойства после длительного (200 часов) воздействия экстремальных температур (1300°C)
Инновационная стратегия синтеза
Использование стратегии «энтропийно-управляемой многофазной инженерии» и легирования лантаном позволило преодолеть ограничения традиционных материалов, стабилизировав три кристаллические фазы
Практическая эффективность
В виде напыляемого покрытия материал достигает излучательной способности ~0.96, а моделирование предсказывает повышение температуры в промышленной печи на 44.3°C, что сулит значительную экономию энергии
Текст сгенерирован с использованием ИИ
