به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران، محققان پژوهشگاه مواد و انرژی به کمک فناوری نانو تلاش نموده‌اند که خواص عایق‌های حرارتی مورد استفاده در توربین‌ها و موتورهای حرارتی را بهبود بخشند، که به کمک این نتایج می‌توان به افزایش راندمان حرارتی و طول عمر مفید توربین‌های گازی و موتورهای دیزلی کمک کرد.
محققان می‌گویند، پوشش سد حرارتی (TBC)، یک عایق حرارتی است که در توربین‌ها و موتورهای گازی به کار گرفته می‌شود و از دیگر وظایف این پوشش، حفاظت از قطعات حرارتی و مکانیکی در برابر خوردگی داغ و فرسایش آن‌ها و در نتیجه افزایش طول عمر این اجزاست.
از آنجا که اکسید آلومینیوم دمای ذوب بالایی دارد و در محیط‌های شیمیایی از پایداری مناسبی برخوردار است، در این تحقیق تلاش شده است پوشش‌های آلومینا بر روی سطح TBC ایجاد شود. این طرح که با هدف افزایش مقاومت به خوردگی داغ و شوک حرارتی در پوشش‌های سد حرارتی معمولی صورت گرفته است، به بررسی و مقایسه رفتار پوشش‌های مختلف میکرو و نانوساختار آلومینا طی فرایندهای شوک حرارتی و خوردگی داغ پرداخته است.
دکتر ایمان مباشرپور استادیار پژوهشکده سرامیک پژوهشگاه مواد و انرژی در توضیح نتایج حاصل شده گفت: وجود یک لایه متراکم آلومینا روی پوشش، نفوذ اکسیژن و نمک‌های مذاب به داخل ساختار TBC را کاهش می‌دهد. این امر باعث بهبود مقاومت به شوک حرارتی و خوردگی داغ در مقایسه با نمونه TBC معمولی (CSZ) می‌شود. به صورت واضح‌تر، ایجاد پوشش‌های کامپوزیت لایه‌ای با لایه رویی متراکم آلومینای میکرو و نانوساختار، به ترتیب باعث افزایش ۵۰ و ۱۰۰ درصدی مقاومت به شوک حرارتی نسبت به نمونه TBC معمولی شده است. از طرفی، پوشش آلومینای نانوساختار در مقایسه با پوشش آلومینای میکرونی در سیکل‌های شوک حرارتی و خوردگی داغ، پایداری بیشتری از خود نشان می‌دهد.
با به کارگیری نتایج این تحقیق و استفاده از آن در پوشش‌های سد حرارتی، اتلاف حرارت کاهش یافته و به طور هم زمان دمای میانگین محفظه احتراق موتور دیزلی و توربین گازی افزایش خواهد یافت. به عبارتی می‌توان گفت، این نتایج به افزایش ضریب راندمان حرارتی دیزل‌ها و کاهش مصرف سوخت آن‌ها کمک خواهد کرد.
نتایج حاکی از این است که: پوشش CSZ معمولی، مقاومت کمی در طی دوره شوک حرارتی دارد. در حالی که پوشش کامپوزیت لایه‌ای نانوآلومینا، بالا‌ترین مقاومت به شوک حرارتی را از خود نشان می‌دهد. از طرفی، پوشش CSZ معمولی و کامپوزیت آن با میکروآلومینا، در برابر آزمون خوردگی داغ دچار تخریب می‌شوند؛ ولی هیچ‌گونه نشانهٔ خوردگی داغ و تخریبی در پوشش کامپوزیت لایه‌ای نانوآلومینا/CSZ مشاهده نشده است. به عبارتی، نتایج آزمون خوردگی داغ نشان می‌دهد که ایجاد یک لایه متراکم از نانوآلومینا روی پوشش CSZ معمولی، اثر قابل توجهی بر افزایش مقاومت به خوردگی داغ پوشش CSZ معمولی را به همراه خواهد داشت.
انتهای پیام/