Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 171400
تاریخ انتشار : 28 آبان 1392 0:0
تعداد مشاهدات : 98

محمدرضا لقمان استرکی، محقق طرح

پوشش های نانوساختار سدحرارتی برای موتورهای پیشرفته هوایی تولید شد

پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری دانشگاه مالک اشتر، موفق به تولید نوعی پوشش های نانوساختار برای سد حرارتی با عمر چرخه ای خوب، هدایت حرارتی پایین تر و خواص مکانیکی بهتر نسبت به نوع متداول شدند...
علمي و فناوري - فناوري: پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری دانشگاه مالک اشتر، موفق به تولید نوعی پوشش های نانوساختار برای سد حرارتی با عمر چرخه ای خوب، هدایت حرارتی پایین تر و خواص مکانیکی بهتر نسبت به نوع متداول شدند. به گزارش سرویس فناوری ایسنا، محمدرضا لقمان استرکی، دانشجوی دکتری نانومواد دانشگاه صنعتی اصفهان و محقق این طرح اظهار کرد: امروزه افزایش راندمان موتورهای پیشرفته هوایی، نیازمند دماهای ورودی بالاتر برای توربین های گازی است. این اهداف بزرگ، تنها با به کارگیری تکنیک های خنک سازی گسترده غیر اقتصادی یا بکارگیری مواد پیشرفته مقاوم در دمای بالا و یا در حالت خاص، با بکارگیری پوشش های سد حرارتی (TBCs) حاصل خواهد شد. وی افزود: به طور عادی پوشش های سد حرارتی از یک سیستم دوتایی شامل یک لایه سرامیکی نازک با هدایت حرارتی پایین (به طور مثال، زیرکونیای به طور جزئی پایدار شده بوسیله ایتریا) تحت عنوان پوشش رویی و یک پوشش فلزی مقاوم به خوردگی و اکسیداسیون، که بهبود دهنده چسبندگی سرامیک به زیرلایه نیز هست و به آن آستری گفته می شود، تشکیل شده است. زیرکونیا به چندین علت مورد استفاده قرار می گیرد که از آن جمله می توان به هدایت حرارتی پایین، پایداری حرارتی در اتمسفر اکسید کننده، دمای بالای احتراق، ضریب انبساط حرارتی بالا و قابلیت پوشش دهی اقتصادی آن بر روی قطعات فلزی اشاره کرد. لقمان استرکی به نوشته سایت نانو تصریح کرد: پوشش های نانوساختار TBC نسبت به پوشش های معمول دارای عمر چرخه ای خوب، هدایت حرارتی پایین ترو خواص مکانیکی بهتر است. پوشش های معمولی و نانوساختار YSZ، دو عیب مهم ناپایداری فاز در دمای بالای 1200 درجه سانتی گراد و حساسیت به خوردگی داغ در حضور ناخالصی وانادات دارند؛ لذا ساخت پوشش نانوساختار SYSZ برای اهداف رسیدن به پایداری فاز دما بالا (تا 1400 درجه سانتی گراد) و کم کردن حساسیت پوشش TBC به خوردگی داغ ضروری به نظر می رسد. وی یادآور شد: ایتریا (Y2O3)، سریا(Ce2O3)، اسکاندیا(Sc2O3)، ایندیا(In2O3) وMgO و CaO از جمله معروفترین موادی هستند که برای پایدار کردن زیرکونیا استفاده می شوند. به تازگی، استفاده از دو پایدار کننده برای دستیابی به خواص بهتر و طول عمر بیشتر پوشش سد حرارتی مورد توجه محققان قرار گرفته است. دانشجوی دکترای نانومواد دانشگاه صنعتی اصفهان گفت: تحقیقات نشان داده است که پوشش پلاسما اسپری SYSZ، پایداری حرارتی و مقاومت به خوردگی داغ بیشتری نسبت بهYSZ و SSZ دارد ولی تاکنون پژوهشی در مورد خواص پوشش SYSZ نانوساختار انجام نشده است. در این پژوهش از روش سل-ژل پچینی اصلاح شده، که یک روش کاربردی، آسان و کم هزینه است، برای تولید پودر نانوساختار SYSZ در مقیاس بالا استفاده شد. اساس ایجاد ژل در روش پچینی معمولی، تولید ژل پلی استری از طریق آب زدایی بین یک آلفا هیدروکسی کربوکسیلیک اسید (مانند سیتریک اسید) و یک الکل چند عاملی (مانند اتیلن گلیکول) است. وی افزود: در این پژوهش، از مخلوط آب و اتیلن گلیکول مونوبوتیل اتر استفاده شد که باعث می شود زمان تشکیل ژل نسبت به پچینی متداول به نصف کاهش یابد و همچنین میزان آگلومراسیون نانوذرات نسبت به پچینی متداول کاهش یابد. لقمان استرکی، با بیان افزایش پایداری فاز و مقاومت به خوردگی داغ پوشش سد حرارتی نانوساختار SYSZ به عنوان هدف این تحقیقات، در مورد مراحل انجام این پژوهش نیز گفت برای رسیدن به هدف خود مراحل «ساخت و مشخصه یابی نانوپودر زیرکونیای پایدار شده با اسکاندیا و ایتریا (SYSZ) در مقیاس بالا»، «تولید پودرهای آگلومره نانوساختار SYSZ»، «تولید پوشش های نانوساختار سد حرارتی با پایداری فاز تا 1400 درجه سانتی گراد، با زیر پوشش MCrAlY به روش پاشش پلاسما اسپری برروی سوپر آلیاژ پایه نیکل»، «بررسی متالوژیکی و کریستالوگرافی ساختار پوشش، قبل و بعد از فرایند خوردگی داغ، جهت تعیین اثر اجزای نانو ساختار بر تغییرات ترکیبی و ساختاری پوشش و مقایسه نتایج به دست آمده با پوشش متداول YSZ» و «ارزیابی ظرفیت عایق سازی حرارتی پوشش و مقایسه نتایج به دست آمده با پوشش متداول YSZ» باید انجام شود. به گفته لقمان استرکی پوشش های نانوساختار TBC تولید شده نسبت به پوشش های معمول دارای عمر چرخه ای خوب، هدایت حرارتی پایین ترو خواص مکانیکی بهتر است. محقق این طرح تصریح کرد: استفاده از این پوشش، امکان استفاده از سوخت های غیر مرغوب با خلوص کم برای توربین ها را فرهم می کند. همچنین به دلیل پایداری فاز دما بالای آن، امکان بالا بردن دمای توربین ها و افزایش راندمان توربین ها را میسر می کند. نتایج اخیر این کار تحقیقاتی که توسط محمد رضا لقمان استرکی، دکتر ادریس از دانشگاه صنعتی اصفهان و دکتر شجاع رضوی از دانشگاه مالک اشتر اصفهان صورت گرفته، در مجله های CrystEngComm و Ceram. Int منتشرشده است.