دانلود مقالات ISI درباره پوشش سد حرارتی + ترجمه فارسی

در قطعات مکانیکی که دمای کار آنها به شدت بالاست برای جلوگیری از پدیده ی خزش و خستگی بسیار زود هنگامی که بخاطر وجود دمای بالا ایجاد میشود از پوشش های محافظی به نام پوشش سد حرارتی که به آن اختصارا TBC گفته میشود استفاده میکنند. این پوشش ها معمولا چند لایه هستند که هر لایه قسمتی از خواص مورد نظر ما را تامین میکند. پوش سد حرارتی مواد پیشرفته‌ای هستند که معمولاً در سطوح فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مانند توربین گاز یا موتور هواپیما که در درماهای بالا کار می‌کنند. این پوشش‌ها با ضخامت ۲میکرومتر تا ۲ میلی‌متر به منظور محافظت اجزا در برابر بارگذاری‌های حرارتی بلند مدت با به کار گیری عایق حرارتی؛ که می‌تواند اختلاف دمای قابل ملاحظه بین آلیاژ بارگذاری شده و سطح پوشش را تحمل کند، استفاده می‌شوند. همچنین این پوشش‌ها عمرخستگی قطعات را با کاهش اکسایش افزایش می‌دهند. در مقایسه با سیستم فیلم خنک کن فعال سیاله کاریه گذرا می‌تواند به دماهایی بالاتر از نقطه ذوب ایر فویل در برخی توربینها برسد. برای اولین بار محققان مکزیکی با استفاده از ماده موجود در خاکستر، موفق به ساخت نانو پوشش کامپوزیتی شــدند که در برابر دماهای بالا مقاوم بود. ساختار: برای عملکرد بهینه در شرایط سخت مکانیکی-حرارتی نیازمند دستیابی به شرایط خاصی هستیم. تخلخل کافی؛ به منطور مقابله با تنش‌های ناشی از انبساط حرارتی در طول گرمایش و سرمایش قطعه، برای تطبیق با سطح فلزیه پوشده شده با TBC نیاز است. ثبات فاز؛ به منظور جلوگیری از ایجاد ترک و لایه لایه شدن هنگام تغییرات قابل ملاحظهٔ حجم نیاز است. مقاومت اکسایشی در موتورهای هوا-گاز نیز بایستی در نظر گرفته شود. بنابراین خواص عمومی برای یک TBC مؤثر را می‌توان بصورت زیر خلاصه نمود: نقطه ذوب بالا، عدم تغییر فاز بین دمای اتاق و دمای عملیاتی، هدایت حرارتی پایین، بی اثر بودن ازلحاظ شیمیایی (غیرفعال بودن)، ضریب انبساطی مشابه با بستر فلزی، چسبندگی بالا به سطح فلزی، نرخ تف جوشی پایین برای یک میکرو ساختار متخلخل، این شرایط سبب شده تا موادی که می‌توانن بعنوان پوش سد حرارتی استفاده شوند محدود باشد. البته مواد سرامیکی اغلب قادر به تأمین این شرایط می‌باشند. پوشش سد حرارتی معمولاً از چهار لایه تشکیل می‌شود: بستری فلزی، پوشش ضامن فلزی، اکسید حرارتی رشد (TGO)، روکش سرامیکی. نحوه ی پوشاندن سطح (پوشش سد حرارتی): در این پوشش به دلایل متالورژیکی نیاز به پاشش پلاسمایی داریم. پلاسما یک گاز تحریک شده است که اغلب به عنوان حالت چهارم ماده شناخته می شود و بر اثر یونیزه شدن گاز که معمولا در این فرآیند آرگون و ترکیبی از گاز های نیتروژن و هیدروژن است، بوجود می آید. این روش از پر استفاده ترین روش ها در صنعت می باشد که علت آن سرعت بالای پوشش دهی باشد در واقع پلاسما اسپری روش مناسب برای ایجاد پوشش های دیر گداز و مقاوم به سایش و خوردگی با کیفیتی مناسب می باشد و به عنوان مثال از آن برای پوشش دهی انواع سرامیک ها بر روی غلطک ها استفاده می گردد و عملکرد آن به این صورت است که تفنگ پلاسمایی متشکل از یک آند مسی به صورت آبگرد و یک کاتد تنگستنی و نازل مواد پوشان می باشد. شکست: TBCها در حالتهای مختلفی دچار تخریب می‌شوند، از جمله۱- ترک مکانیکی در bond-coat در طی سیکل حرارتی، مخصوصاً پوش موتور هواپیما، اکسیداسیون پر شتاب، خوردگی حرارتی، ذوب شدن. یکی از مسایل اساسی در TBCها هماهمگی ضریب انبساط حرارتی بین تمام لایه‌ها می‌باشد. TBCها در طی دریافت گرما یا خنک شدن دچار انبساط و انقباض با نرخهای متفاوت می‌شوند. چنان‌که مواد لایه‌ها بگونه‌ای باشند که هماهنگی ضعیفی بین لایه‌ها از لحاظ ضریب انبساط حرارتی برقرار باشد فشاری به لایه‌ها وارد می‌شود که سبب ایجاد ترک و سرانجام شکست لایه می‌شود. شکست در لایه TGO معمولترین نوع شکست است.