Ученые создали нагревательный элемент из песка и руды

Ученые создали нагревательный элемент из песка и руды

Исследователи Томского научного центра СО РАН разработали пористый металлокерамический композит на основе ильменита (титановая руда) и кварцевого песка. Материал способен работать при температуре до 800 C и подходит для изготовления нагревательных элементов тепловых устройств.

В чем особенность?

Пористая структура увеличивает площадь поверхности теплоотдачи. Это позволяет передавать больше тепла при более низкой рабочей температуре срок службы системы растет, а потери энергии снижаются.

Как получают материал?

Используется метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Процесс идет при температуре около 18501880 C. В составе композита оксид алюминия (непроводящий каркас) и равномерно распределенные частицы электропроводящего силицида титана и железа.

Ключевые результаты:

Оптимальная концентрация кремния 57 масс. %, что обеспечивает однородность и двукратный рост прочности.

Добавление 0,51,0 % углерода улучшает электропроводность и увеличивает прочность в три раза. Частицы проводящей фазы уменьшаются с 4,1 до 1,3 мкм, создавая больше контактов для прохождения тока.

Где применят?

Нагреватели могут использоваться в системах фильтрации воздуха, каталитических нейтрализаторах и электрифицированных реакторах, где нагрев совмещен с каталитической поверхностью для ускорения химических реакций.

В планах ученых повысить термостойкость до 10001200 C и изучить возможность нанесения катализаторов на композиты.