پوشش سد حرارتی یا به اختصار TBCها مواد پیشرفته ای هستند که معمولاً در سطوح فلزی مورد استفاده قرار می گیرند. مانند توربین گاز یا موتور هواپیما که در دماهای بالا کار می کنند. این پوشش ها با ضخامت ۲میکرو متر تا ۲ میلی متر به منظور محافظت اجزا در برابر بارگذاری های حرارتی بلند مدت با به کارگیری عایق حرارتی؛ که می تواند اختلاف دمای قابل ملاحظه بین آلیاژ بارگذاری شده و سطح پوشش را تحمل کند، استفاده می شوند.
همچنین این پوشش ها عمر خستگی قطعات را با کاهش اکسایش افزایش می دهند. در مقایسه با سیستم فیلم خنک کن فعال سیاله کاریه گذرا می تواند به دماهایی بالاتر از نقطهٔ ذوب ایر فویل در برخی توربین ها برسد.
امروزه با توجه به نیاز صنعت برای افزایش عملکرد و راندمان توربین ها و با در نطر گرفتن مؤلفه های :عمر کاری/دوام –سبک بودن این پوش ها ( کاهش لنگ زنی در تیغه توربین وکاهش جرم لنگی ) ، پیشرفتهای خوبی در راستای ارتقا این نوع پوش های سد حرارتی صورت گرفته است.
عملکرد بهینه در شرایط سخت مکانیکی - حرارتی نیازمند دستیابی به شرایط خاصی است.
تخلخل کافی؛ به منظور مقابله با تنش های ناشی از انبساط حرارتی در طول گرمایش و سرمایش قطعه، برای تطبیق با سطح فلزی 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 می توان به صورت 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 می توانند به عنوان پوش سد حرارتی استفاده شوند محدود باشد
البته مواد سرامیکی اغلب قادر به تأمین این شرایط می باشند.
پوشش سد حرارتی معمولاً از چهار لایه تشکیل می شود:
• بستری فلزی
• پوشش ضامن فلزی
• اکسید حرارتی رشد ( TGO )
• روکش سرامیکی
پوشش سرامیکی معمولاً از ایتریم و زیرکونیم پایدار تشکیل می شود. ( yttria - stabilized zirconia - YSZ ) که دارای ضریب هدایت گرمایی پایین است. این لایهٔ سرامیکی بزرگترین افت حرارتی را ایجاد می کند و لایهٔ زیرین را در دمایی پایین تر نسبت به سطح حفظ می کند.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفهمچنین این پوشش ها عمر خستگی قطعات را با کاهش اکسایش افزایش می دهند. در مقایسه با سیستم فیلم خنک کن فعال سیاله کاریه گذرا می تواند به دماهایی بالاتر از نقطهٔ ذوب ایر فویل در برخی توربین ها برسد.
امروزه با توجه به نیاز صنعت برای افزایش عملکرد و راندمان توربین ها و با در نطر گرفتن مؤلفه های :عمر کاری/دوام –سبک بودن این پوش ها ( کاهش لنگ زنی در تیغه توربین وکاهش جرم لنگی ) ، پیشرفتهای خوبی در راستای ارتقا این نوع پوش های سد حرارتی صورت گرفته است.
عملکرد بهینه در شرایط سخت مکانیکی - حرارتی نیازمند دستیابی به شرایط خاصی است.
تخلخل کافی؛ به منظور مقابله با تنش های ناشی از انبساط حرارتی در طول گرمایش و سرمایش قطعه، برای تطبیق با سطح فلزی 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 می توان به صورت 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 می توانند به عنوان پوش سد حرارتی استفاده شوند محدود باشد
البته مواد سرامیکی اغلب قادر به تأمین این شرایط می باشند.
پوشش سد حرارتی معمولاً از چهار لایه تشکیل می شود:
• بستری فلزی
• پوشش ضامن فلزی
• اکسید حرارتی رشد ( TGO )
• روکش سرامیکی
پوشش سرامیکی معمولاً از ایتریم و زیرکونیم پایدار تشکیل می شود. ( yttria - stabilized zirconia - YSZ ) که دارای ضریب هدایت گرمایی پایین است. این لایهٔ سرامیکی بزرگترین افت حرارتی را ایجاد می کند و لایهٔ زیرین را در دمایی پایین تر نسبت به سطح حفظ می کند.
wiki: پوشش سد حرارتی