Konsentrlangan quyosh energiyasi (CSP) boshqa qayta tiklanadigan energiya manbalaridan issiqlik energiyasini saqlash (TES) va an'anaviy issiqlik dvigatellari yordamida energiyani talab bo'yicha jo'natish bilan ajralib turadi. Biroq, raqobatbardosh energiya narxiga (LCOE) erishish uchun CSP tizimi xarajatlarini kamaytirish kerak.
Issiqlik almashtirgich sifatida bir nechta uch martalik davriy minimal sirtlar (TPMS) va davriy tugun sirtlarining so'nggi tadqiqotlari Schwarz-D TPMS sirtlari mukammal issiqlik uzatish xususiyatlariga ega ekanligini ko'rsatdi. IV-VI guruh o'tish metall karbidlari, boridlar va kompozitlar eng keng tarqalgan ultra yuqori haroratli keramika (UHTC) materiallaridir. Qo'shimchalar ishlab chiqarishni joriy etishdan oldin TPMS qurilmalarini ishlab chiqarish qiyin edi.
Keramika TPMS tuzilmalarini ishlab chiqarishning oldingi usullari bilan solishtirganda, yopishtiruvchi reaktiv qo'shimchalar ishlab chiqarish keramikani shakllantirishning istiqbolli va kengaytiriladigan usuli sifatida rivojlanmoqda. Yopishqoq reaktiv bosib chiqarish UHTC issiqlik almashtirgich plitalarini reaktiv infiltratsiya bilan birgalikda ishlab chiqarish uchun ishlatilgan, ammo yuqori nisbiy zichlikka sinterlangan UHTC TPMS tuzilmalarini ishlab chiqarish uchun ishlatilmagan. Nanomateryallarni sinterlashdan olingan saboqlar shuni ko'rsatadiki, qoliplash paytida past xom zichlik har doim ham muammo emas va yaxshi bir xillikka erishish muhimroqdir.
Ushbu tadqiqotda mualliflar bo'sh nomzodlarni sinterlash va chop etish orqali UHTC-TPMS tuzilmalarini yopishtiruvchi buzadigan amallar qo'shimchalarini ishlab chiqarishning maqsadga muvofiqligini ko'rsatdilar. Kamida 92 foiz nazariy nisbiy zichlikka ega bo'lgan komponentlar yaratildi, ular ham TPMSning bir qismidir.
Maqsadli zichlik sinterlashning oraliq bosqichidan yakuniy bosqichiga o'tishni anglatadi, bu murakkab tarmoqqa yaqin shakllarni to'liq zichlikka sinterlash va sinterlash HIP texnikasidan foydalangan holda gaz o'tkazuvchanligini bostirish uchun zarurdir. Namoyish TPMS qismining maqsadi sinov namunalaridan olingan bosib chiqarish va sinterlash parametrlari issiqlik almashtirgich dizayni uchun ishlatiladigan murakkab geometriyaga mos keladimi yoki yo'qligini ko'rish edi.
Jamoa 9 sm 3 kubik TPMS bo'laklarini chop etdi va ularni buzmasdan yoki buzmasdan sinterladi. Dizayn topologiyalari, materiallari va ishlab chiqarish yutuqlari CSP issiqlik almashtirgichlarida erigan xlorid tuzlarida eng yaxshi ko'rsatkichlarga erishish uchun taqdim etilgan.
Tadqiqotchilar ZrB2-MoSi2-asosidagi UHTC-TPMS hujayralarini yaratish uchun biriktiruvchi reaktiv qo'shimchalar ishlab chiqarish va sinterlash kombinatsiyasidan foydalanishni muhokama qilmoqdalar. Yaxshi ishlov berish xususiyatlari va sifati tufayli ZrB2-MoSi2 ataylab UHTC-TPMS issiqlik almashtirgichining ushbu dastur uchun eng yaxshi UHTC materiali aniqlanmagunga qadar foydalanish imkoniyatini ko'rsatish uchun yaroqsiz nomzod sifatida tanlangan.
Yopishtiruvchi buzadigan amallar qo'shimchalarini ishlab chiqarish UHTC-TPMS tuzilmalarini chop etish va sinterlash uchun ishlatilishi mumkinligi ko'rsatildi. Buzilishni samarali cheklash uchun makonni cheklovchi strategiya zarurligi aniqlandi. U taxminan 2-3 m d50 bo'lgan an'anaviy kukunli xom ashyoni ishlatishga muvaffaq bo'ldi, bu an'anaviy UHTC ishlov berishda ishlatiladigan bir xil o'lchamdir. Ushbu materiallar nazariy nisbiy zichlik 92-98 foizga sinterlanadi, bu issiqlik almashtirgich suyuqliklarining devorlardan o'tishiga yo'l qo'ymaslik, ikki hududni ajratish va yuqori zichlik kerak bo'lganda termal izostatik bosimni ta'minlash uchun etarli.