Pag-aaral ng kaso ng thermal barrier coating

Pag-aaral ng kaso ng thermal barrier coating

 Ang thermal barrier coating ( Thermal spray powder , TBCs) ay isang protective coating na ginagamit sa mataas na temperatura na kapaligiran tulad ng turbine blade, combustion chamber wall at tail nozzle ng aero engine. Iba sa tradisyunal na proteksiyon na istraktura ng patong, ang thermal barrier coating ay karaniwang binubuo ng isang metal bonding layer at isang layer ng Oxide Ceramics Powder insulation layer, kung minsan ay nagdaragdag ng oxygen barrier layer, sealing layer at gradient layer upang bumuo ng multi-layer na istraktura o gradient na istraktura. Ang diagram ng istraktura ay ipinapakita sa Figure 5. Ang bonding layer sa thermal barrier coating ay pangunahing gumaganap sa papel ng pagpapagaan ng mismatch ng thermal expansion coefficient sa pagitan ng ceramic layer at ng matrix, at pagpapabuti ng physical compatibility sa pagitan ng dalawa, habang ang pangunahing ceramic layer ay direktang nakaharap sa panlabas na mataas na temperatura na kapaligiran, na kailangang magkaroon ng mababang thermal expansion stability, at mataas na thermal expansion stability. Sa kasalukuyan, ang pinakakaraniwang ginagamit na ceramic layer na materyal ay YSZ, ngunit 1200 ℃ ang limitasyon ng paggamit ng materyal na ito. Kapag ang temperatura ay lumampas sa limitasyon ng temperatura, ang ZrO2 ay magiging bahagi ng pagbabago, na humahantong sa isang tiyak na pagpapalawak ng patong, na nakakaapekto sa paggamit ng patong. Sa mga nakalipas na taon, ang mga bagong ceramic layer na materyales na binuo para sa thermal barrier coating ay higit sa lahat ay kinabibilangan ng YSZ, GdYSZ, La2Zr2O7, CePO 4, atbp. Ang mga partikular na pisikal na parameter ng coating ay ipinapakita sa Talahanayan 2. Tulad ng makikita mula sa mga pangalan ng mga materyales sa talahanayan, ang thermal barrier coating na ceramic na materyales ay maaaring nahahati sa bihirang earth doped YS phosphate, rare earth doped YSZZ. silicate, atbp. Ang temperatura ng paggamit ng rare earth doped YSZ material ay mas mataas kaysa sa tradisyonal na YSZ material, dahil ang doped rare earth oxide ay nagpapataas ng lattice distortion ng ZrO2, na nagpapababa sa thermal vibration frequency ng lattice, at binabawasan ang thermal conductivity kapag ang thermal expansion coefficient ng coating ay karaniwang hindi nagbabago.