Жаростойкие покрытия: роботизированная лаборатория ищет материалы для термобарьера
Роботы, дозатор и печь в одном цикле - так описывают в University of Nottingham новую «самоуправляемую» лабораторию для поиска жаростойких покрытий и смежных материалов. Система Center of Excellence in Coating and Surface Engineering (CE-CSE) автоматизирует дозирование и смешивание, высокотемпературную обработку и извлечение образца; поверх этого работает active learning, который по уже проведённым опытам предлагает, какие составы стоит проверить дальше. Для лаборатории, где перед нанесением или испытанием покрытий важна воспроизводимая подготовка поверхности, это напоминание: автоматизация синтеза не отменяет контроль чистоты и активации подложки.
Что сделали в Nottingham
Исследователи собрали координированную установку: две роботизированные руки, дозатор жидкостей, лабораторное оборудование и собственное ПО. По описанию CE-CSE, платформа закрывает цепочку от приготовления реагентов до термообработки и возврата пробы без ручного переноса на каждом шаге.
Заявленные области применения - аэрокосмика, энергетика и высокотемпературная техника, то есть среды, где термобарьерное покрытие работает как тепловой экран для детали.
Active learning и пирохлорные кандидаты
Вместо перебора составов «наугад» команда использует active learning: алгоритм опирается на результаты предыдущих синтезов и указывает, какие композиции имеет смысл поставить в очередь следующими. В рамках демонстрации подготовили несколько кандидатов с кристаллической структурой пирохлора как потенциальные материалы для thermal barrier coating (TBC).
Публикации указаны в новости: статья в Engineering Applications of Artificial Intelligence (DOI 10.1016/j.engappai.2026.114993) и препринт на ChemRxiv (DOI 10.26434/chemrxiv.15010111/v1). Речь о ранней стадии отбора составов, а не о готовых серийных покрытиях на деталях.
Зачем нужны термобарьерные покрытия
Термобарьерные покрытия снижают тепловой поток к основному металлу: в авиадвигателях и других горячих узлах это прямой фактор ресурса. В пресс-материале подчёркивают поиск фаз с низкой теплопроводностью - чем меньше тепла проходит через слой, тем эффективнее экран.
Для материаловедческой лаборатории это не только химия порошков и режимы печи, но и качество поверхности образца перед нанесением или перед измерением адгезии и микроструктуры.
Один конвейер: раствор, печь, охлаждение
Авторы отдельно отмечают техническую сложность: связать жидкостную подготовку, манипуляции робота и высокотемпературную печь в один устойчивый workflow непросто. После калибровки дозирования для разных жидкостей лаборатория показала автоматическую подготовку прекурсорного раствора, перенос материала в печь, контролируемое охлаждение и извлечение обработанного образца.
Tanvir Hussain (профессор coatings and surface engineering) формулирует задачу как объединение этапов, которые обычно разнесены по разным постам; Mohammadreza Lalegani Dezaki добавляет, что интеграция дозирования, робототехники и термообработки даёт основу для более автономных и воспроизводимых материаловедческих серий.
Подготовка поверхности перед нанесением
Роботизированный синтез в Nottingham не заменяет классический этап подготовки поверхности перед нанесением или испытанием покрытия. Органические загрязнения и слабая смачиваемость часто дают разброс адгезии и толщины слоя даже при одинаковом составе пирохлора.
Для лабораторных образцов перед нанесением или аналитикой часто применяют плазменную очистку поверхности в RF-камере: ионная бомбардировка и реакции с реактивным газом (например кислородом) переводят загрязнения в газовую фазу и повышают гидрофильность. Методический контекст - в материале плазменная очистка поверхности в лаборатории; обзор выбора установки - как выбрать установку плазменной очистки.
В каталоге АССА для серий с камерой 10 л и генератором 500 Вт на 13,56 МГц подходит высокочастотная установка CY-PC13.56M-10L-500Q: кварцевая камера, две газовые линии, настольное исполнение 560×560×480 мм.
Границы переноса
Новость описывает демонстрационную платформу одного университета, а не промышленную линию нанесения TBC на лопатки. Цифры по теплопроводности конкретных пирохлоров в Phys.org не приведены - только логика отбора кандидатов. Роботизированный цикл не отменяет метрологию покрытия после синтеза.
Если нужна установка плазменной очистки для подготовки образцов
Для активации и очистки поверхностей перед работой с жаростойкими покрытиями рассмотрите CY-PC13.56M-10L-500Q: RF-плазма 13,56 МГц, камера 10 л, 500 Вт, две линии подачи газа.
Александра, технический специалист по подбору лабораторного оборудования, поможет сопоставить режим с вашим протоколом подготовки образцов.
Тел.: 8 (499) 490-02-72
Email: blog@assa-group.ru
Самоуправляемая лаборатория Nottingham ускоряет поиск кандидатов для термобарьерных покрытий; на стороне прикладной лаборатории по-прежнему критична чистая и активированная поверхность перед нанесением слоя.
- Phys.org (2026). AI-powered robotic laboratory paves the way for discovering next-generation heat-resistant coatings. https://phys.org/news/2026-10-ai-powered-robotic-laboratory-paves.html
- Chowdhury A. et al. (2026). Active learning driven materials discovery for low thermal conductivity rare-earth pyrochlore for thermal barrier coatings. Engineering Applications of Artificial Intelligence. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engappai.2026.114993
- Lalegani Dezaki M. et al. (2026). Autonomous Robotic Workflow for Solution-Based Synthesis and High-Temperature Thermal Processing toward Self-Driving Laboratories. ChemRxiv. DOI: https://doi.org/10.26434/chemrxiv.15010111/v1
Подписка на материалы блога
Оставьте email, чтобы получать новые статьи, новости и обновления товарного портфеля АССА.
