Questa ricerca ha sviluppato una temperatura a base ceramica con prestazioni interessanti che può essere applicata in ambienti ad alta temperatura di 1100 °C. Questo sensore ha un grande potenziale per il monitoraggio in situ di temperature ambientali estreme, tra cui alta temperatura, alta pressione e forte ossidazione/corrosione.

Il team ha pubblicato l'articolo sul Journal of Advanced ceramics il 30 aprile 2024.

Per monitorare accuratamente le informazioni sulla temperatura superficiale dei principali componenti hot-end dei motori aeronautici, è fondamentale valutare l'efficienza di combustione del gas, monitorare lo stato di funzionamento del motore e la diagnosi dei guasti, in modo che la modellazione e la simulazione termomeccanica, il raffreddamento È possibile verificare l'effetto della tecnologia di raffreddamento a film di gas e le prestazioni dei rivestimenti a barriera termica.

"Tuttavia, è ancora molto difficile ottenere con precisione informazioni come temperatura e pressione in un ambiente di lavoro estremamente duro", ha affermato Gang Shao. "Le ceramiche derivate dai polimeri (PDC) come materiali di rilevamento sono state considerate candidati promettenti per il monitoraggio dei segnali di temperatura grazie alla loro eccellente stabilità termica, buona resistenza alla corrosione/ossidazione, resistenza allo scorrimento viscoso e caratteristiche dei semiconduttori alle alte temperature."

Questo lavoro presenta la preparazione della ceramica SiAlBCN derivata dal polimero a diverse temperature di pirolisi. La loro evoluzione strutturale viene analizzata sistematicamente e i risultati mostrano che la dimensione della fase di carbonio libero aumenta con l'aumento della temperatura e la fase amorfa SiAlBCN diventa più ordinata con il riassemblaggio strutturale.

"Rispetto alle ceramiche SiCN e SiBCN, i PDC SiAlBCN mostrano un'eccellente resistenza all'ossidazione/corrosione, correlata alla loro bassa costante di velocità ossidativa (3,43 mg ² /(cm ⁴ ·h)) e costante di velocità volatilizzata (0,57 mg/(cm ² ·h)), garantendo che potrebbero sopravvivere bene in ambienti estremi," ha detto Gang Shao.

"Il sensore di temperatura SiAlBCN fabbricato possiede eccellente stabilità, ripetibilità e precisione e può funzionare entro la temperatura massima di 1100 °C, che in futuro potrà funzionare positivamente in ambienti estremi come motori aeronautici, reattori nucleari e veicoli ipersonici.

"In futuro, il nostro team continuerà a concentrarsi sullo sviluppo di sensori di temperatura che possano essere applicati a temperature più elevate. Per evitare i problemi causati dal sensore cablato, verranno studiati i sensori wireless e passivi per realizzare un rilevamento avanzato del segnale."

Altri contributori includono Chao Ma, Kun Liu, Pengfei Shao, Daoyang Han, Kang Wang, Mengmeng Yang, Rui Zhao, Hailong Wang, Rui Zhang della Scuola di Scienza dei Materiali e Ingegneria dell'Università di Zhengzhou, Cina.