Технологии

Использование керамики в энергомашиностроении обеспечивает:

-  повышение экономичности газотурбинного двигателя до 42% - 43% даже
при мощностях менее 500 кВт;

-  снижение эмиссии NO_X (до 25 мг/нм³) и СО (до 50 мг/нм³), при 15% О₂;

- применение в газотурбинном двигателе рекуперативных воздухоподогревателей с температурой продуктов сгорания на входе до 1000°С и выше;

- применение керамических воздушных котлов и связанное с этим снижение эмиссии токсичных элементов за счет сжигания топлива в условиях близкого к атмосферному давлению за силовой турбиной;

-    применение существенно более дешевых (в 2 - 4 раза) безлопаточных
турбомашин;

-    внедрение безусадочных свариваемых конструкционных керамических
материалов на основе алюмоборнитридных композиций (рабочая температура до 1350°С, надежная работа в окислительной среде продуктов сгорания.

Конструкционная керамика, не требующая охлаждения, обладающая исключительными свойствами жаропрочности, эрозионной и коррозионной стойкости, меньшей плотностью а в перспективе - недефицитностью и низкой стоимостью), обусловливает целесообразность ее использования в газотурбостроении в качестве перспективного базового жаропрочного жаростойкого материала.

Создание на основе конструкционной керамики высокотемпературных газотурбинных установок оказалось весьма сложной проблемой, связанной с ее высокой хрупкостью и низкой ударной прочностью. Для успешного использования в газотурбостроении конструкционной керамики потребовалось сформулировать, обосновать и практически реализовать следующие основные конструкторские, материаловедческие и теоретические разработки:

-    минимизация  габаритных размеров  всех керамических деталей  и
узлов элементов газотурбинного двигателя, обуславливающая их надежность
благодаря устранению негативного влияния масштабного фактора;

-    квазиадиабатность, обеспечивающая минимизацию потерь энергии
от      охлаждения       металлических       несущих       (силовых)       элементов       в
металлокерамических конструкциях;

-    создание деталей  и  узлов  газотурбинного двигателя,   керамические
элементы которых работают преимущественно на сжатие;

- высокая технологичность алюмоборнитридной конструкционной керамики, (безусадочность при синтезе, а, следовательно, не требуется механическая обработка алмазным инструментом, возможность диффузионного соединения - «сварки», электроэрозионной обработки, травления, напыления)