بنر آچاریست تبلیغات
 
بنر کی پلاس بنر آبین
%عکس - پوشش نانو کامپوزیتی سد حرارتی

پوشش نانو کامپوزیتی سد حرارتی

khedmatazma

kianborna

پوشش نانو کامپوزیتی از جمله پوشش هایی است که با فناوری نانو و برای حفاظت از ابزارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این پوشش ها در صنایع مختلف به منظور ارتقاء کیفیت محصولات کاربرد دارند.

مثلاً میزان قابل توجهی از اجزای هواپیما با پوشش هایی از جنس فلز و سرامیک به منظور افزایش کارایی و اطمینان پوشش دهی شده اند. لذا تلاش های بسیاری برای بالا بردن طول عمر ابزارها و قطعات در شرایط نامناسب مانند اکسیداسیون دمای بالا، خوردگی و سایش از انواع پوشش ها استفاده می شود.

پوشش های سخت برای بهبود خواص سایشی ابزارها، قالب ها، اجزاء ماشین آلات و قطعات کاربردی در صنایع مختلف کاربرد دارند. در ادامه این نوشته از ساختمانچی به بررسی این نوع پوشش ها می پردازیم. با ما همراه باشید.

مزایای پوشش های نانو کامپوزیتی

پوشش های نانو کامپوزیتی سبب ارتقاء کیفیت محصولات می شوند. همچنین این پوشش ها سرعت براده برداری از قطعات، بدون داغ شدن ابزار را افزایش می دهند. پوشش های نانو کامپوزیتی هزینه های بخش تولید را کاهش داده و سبب افزایش طول عمر ابزارها می شوند. این متریال همچنین موجب کاهش میزان استفاده از مواد روان کننده می شود.

پوشش ها سطوح مختلف را در برابر آسیب های احتمالی محافظت می کنند. یکی از این پوشش ها پوشش نانو کامپوزیتی سد حرارتی است که مانع از نفوذ حرارت به لایه زیرین می شود. پوشش سد حرارتی برای محافظت از سطح ابزارها و قطعاتی نظیر توربین گازی، تجهیزات برش و اجزای موتور هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد.

رزین فنولیک یکی از انواع رزین هاست که در تولید پوشش های نانو کامپوزیتی حرارتی به عنوان فاز زمینه کاربرد دارد. این ماده به عنوان ماتریس پلیمری به پوشش های نانو کامپوزیتی اضافه می شود.

معایب پوشش های نانوکامپوزیتی

زغال حاصل از شبکه فنولی به آسانی در معرض خوردگی مکانیکی قرار می گیرد که در این صورت ضخامت عایق کاهش یافته، در نتیجه مدت زمان کارایی آن نیز کمتر می شود. بدین منظور برای بهبود خواص مکانیکی و حرارتی رزین فنولیک سعی می شود از نانو ذرات غیر اکسیدی فوق دما بالا استفاده شود.

نانو کامپوزیت

کاربردهای پوشش نانو کامپوزیتی سد حرارتی

نانوذرات غیر اکسیدی به عنوان فاز پرکننده مورد استفاده قرار می گیرد و خواص رزین را تقویت می کند. پوشش های نانوکامپوزیتی که به این روش ساخته می شوند دمای بالاتری را نسبت به پوشش هایی که در آن ها از پرکننده های میکرونی استفاده شده، تحمل می کنند.

علاوه بر آن به علت استفاده از ذرات نانو متری در مقایسه با ذرات میکرونی هزینه تولید پوشش های نانو کامپوزیتی کاهش می یابد، زیرا نیاز کمتری به استفاده از ذرات می باشد.

نانو ذرات زیرکونیوم دی بورید به عنوان ماده پرکننده در پوشش های نانو کامپوزیتی زمینه رزینی مورد استفاده قرار می گیرند. این ماده نوعی سرامیک فوق دمای بالا محسوب می شود که نقطه ذوب آن از 3200 درجه سانتی گراد بالاتر است.

مقاومت در برابر سایش و خوردگی، سختی، مقاومت بالا و هدایت الکتریکی ایده آل از جمله ویژگی های بارز زیرکونیوم دی بورید می باشد. این نانو ذرات وقتی در معرض اکسیژن و دمای بالا قرار گیرند می سوزند و در نتیجه ترکیبات اکسیدی ایجاد شده ذوب می شوند و با پر کردن خلل و فرج زمینه پلیمری از نفوذ شعله و اکسیژن به لایه زیرین جلوگیری می نمایند.

پوشش های نانو کامپوزیتی سد حرارتی مانند عایق عمل می کنند. این عایق های حرارتی مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت دارند و میزان رسانایی حرارتی آن ها کم است. علاوه بر این موارد، آن ها با وجود ضخامت کم و سهولت در استفاده از پایداری بالایی در برابر خوردگی برخوردار هستند. همچنین این پوشش ها از آلودگی محیط زیست جلوگیری کرده، سلامتی و ایمنی را به ارمغان می آورند.

نانو پوشش ها در صنعت هوا و فضا و مخصوصاً در توربین های هوایی کاربرد دارند. در این توربین ها دما به بالای هزار درجه سانتی گراد می رسد که این امر موجب آسیب میکرو ساختاری آن ها می شود.

در نتیجه خواص مکانیکی و گرمایی توربین تغییر می کند و کارایی آن پایین می آید. به همین دلیل محققان درصدد تولید موادی بودند که بتواند ساختار سوپر آلیاژ را محافظت کند و همین امر منجر به تولید پوشش های نانو کامپوزیتی شد که امروزه در صنایع مختلف کاربرد دارند.

پوشش نانو کامپوزیتی

نحوه استفاده از پوشش های نانو کامپوزیتی سد حرارتی

این پوشش ها به دلایل متالوژیکی به پاشش پلاسمایی نیاز دارند. پلاسما نوعی گاز تحریک شده می باشد که معمولا به عنوان حالت چهارم ماده شناخته می شود. این گاز بر اثر یونیزه شدن در فرآیند آرگون و ترکیبی از گازهای نیتروژن و هیدروژن، بوجود می آید.

روش پلاسمایی از جمله پرکاربردترین روش ها در صنعت می باشد که سرعت پوشش دهی بالایی دارد. در واقع اسپری به وسیله پلاسما روشی مناسب برای ایجاد پوشش های دیرگداز و مقاوم به سایش و خوردگی با کیفیت بالا، می باشد.

به طور مثال از آن ها برای پوشش انواع سرامیک ها بر روی غلطک استفاده می شود و عملکرد آن به گونه ای است که تفنگ پلاسمایی از یک آند مسی به صورت آبگرد و یک کاتد تنگستنی و نازل مواد پوشان تشکیل شده است.

روش کار به این صورت است که ابتدا اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد برقرار می شود و سپس گاز بین آن ها یونیزه می گردد. سپس با برقراری جریان برق، گاز به شدت گرم می شود و حجم آن افزایش می یابد. در این حالت، گاز با فشار بالا از دهانه تفنگ خارج می شود.

اگر ماده پوشان به صورت پودری باشد، ذرات ماده در دهانه خروجی تفنگ به درون شعله تغذیه می گردد و اگر به صورت سیمی باشد، از عقب تفنگ و به کمک چندین غلطک وارد پلاسما شده و پس از ورود ذرات به درون شعله پلاسما، این ذرات برحسب اندازه ای که دارند، ذوب یا نیمه ذوب می شوند و به سرعت به روی سطح زیر لایه برخورد می کنند تا پوشش مناسب تشکیل گردد.

در این روش انواع پودرهای مختلف مواد پیشرفته مانند پودرهای سرامیکی، بین فلزی و سرمتی در درجه حرارت بین 10 تا 20 هزار درجه سانتی گراد ذوب و سپس توسط گازی حامل به صورت یکنواخت بر سطح قطعه پاشیده می شود.

با این وجود، سطح قطعه آن چنان گرم و درگیر تنش های گرمایی نمی شود. بدین صورت، پوششی یکنواخت با کیفیت و چسبندگی عالی بر روی سطح ایجاد می شود که سبب افزایش مقاومت قطعه در برابر عوامل فرسوده کننده می گردد.

کلام پایانی

امیدواریم این نوشته از ساختمانچی توانسته باشد اطلاعات مورد نیاز شما کاربران گرامی را در خصوص پوشش های نانو کامپوزیتی سد حرارتی به خوبی فراهم کرده باشد. نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را در مورد این متن با ما در میان بگذارید.

استفاده از نانو پوشش ها چه مزایایی دارد؟

ارتقاء کیفیت محصولات، افزایش سرعت براده برداری از قطعات بدون داغ شدن ابزار، کاهش هزینه های بخش تولید، افزایش طول عمر ابزارها و کاهش میزان استفاده از مواد روان کننده

پوشش سد حرارتی نانو کامپوزیت در چه قسمت هایی کاربرد دارد؟

پوشش سد حرارتی برای محافظت از سطح ابزارها و قطعاتی نظیر توربین گازی، تجهیزات برش و اجزای موتور هواپیما و… مورد استفاده قرار می گیرد.

ویژگی های پوشش های نانو کامپوزیتی سد حرارتی کدام اند؟

این عایق های حرارتی مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت دارند و میزان رسانایی حرارتی آن ها کم است. علاوه بر این موارد، آن ها با وجود ضخامت کم و سهولت در استفاده از پایداری بالایی در برابر خوردگی برخوردار هستند. همچنین این پوشش ها از آلودگی محیط زیست جلوگیری کرده، سلامتی و ایمنی را به ارمغان می آورند.