پوشش های حرارتی دیواره های سرامیکی (TBCs) در محافظت از اجزای از دماهای بالا و فشارهای حرارتی ضروری هستند.آنها به طور گسترده ای در هوافضا، تولید برق و کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. طراحی مناسب این پوشش ها شامل درک خواص مواد، محاسبه عملکرد حرارتی و استفاده از آنها به طور موثر در سناریوهای دنیای واقعی است.

اصول پوشش حرارتی سرامیکی

هدف اولیه TBCs این است که مواد پایه ای را از گرمای شدید دفع کند، آنها به طور معمول از مواد سرامیک مانند ytria-stabilized zirconia تشکیل شده اند که دارای هدایت حرارتی پایین و ثبات حرارتی بالا هستند. پوشش ها باید به خوبی به زیر آب و مقاومت در برابر دوچرخه سواری حرارتی بدون ترک و یا delaminating.

محاسبه برای عملکرد TBC

طراحی موثر TBC ها نیاز به محاسبات هدایت حرارتی، انتقال گرما و توزیع استرس دارد. مهندسان از مدل ها برای پیش بینی اینکه چگونه پوشش ها تحت شرایط عملیاتی انجام می شوند، استفاده می کنند. پارامترهای کلیدی شامل ضخامت پوشش، ضریب گسترش حرارتی و گرادیان دما است.

برنامه های کاربردی دنیای واقعی

سرامیک TBCs در موتورهای جت برای محافظت از تیغه های توربین، در توربین های گاز برای نیروگاه ها اعمال می شود و در کوره های صنعتی اثربخشی آنها بستگی به آماده سازی سطح مناسب، تکنیک های کاربردی و نگهداری مداوم برای جلوگیری از شکست دارد.

  • چرخ های توربین موتور جت
  • توربین های گازی در نیروگاه های برق
  • پوشش های صنعتی کوره
  • اجزای موتور هوافضا