دانلود مقاله پوشش های سرامیکی و نسوز

 پوشش های سرامیکی و نسوز
پوششهای سرامیکی شامل شیشه ها یا بدون اضافه کردن ترکیبات دیر گداز می باشند . پوشش های دمای بالا برپایه اکسیدها ، کاربید ها ، سیلیس ها ، بوریدها ، یا نیتریدها ، سرمتیها ومواد معدنی دیگر می باشند .
پوشش های سرامیکی که بر روی فلزات به کار می روند آنها را در برابر اکسیداسیون وخوردگی در دمای اتاق ودماهای بالا محافظت می کنند . پوشش های ویژه برای کاربردهای خاص توسعه یافته اند با مقاومت به سایش مقاومت شیمیایی . قدرت انعکاس بالا ومقاومت الکتریکی وجلوگیری از نفوذ هیدروژن ، فلزات پوشش کاری شده ، با سرامیک در کاربردهایی مانند قطعات کوره ، تجهیزات عملیات حرارتی تجهیزات فرایندهای شیمیایی ، مبدلهای حرارتی ، قطعات موتورهای جت ، و نازلهای موتور موشک وقطعات نیروگاههای هسته ای استفاده می شوند .
فاکتورهای انتخاب :
چندین فاکتور در انتخاب پوششهای سرامیکی باید مورد توجه قرار گیرد .
– محیطی که فلز پوشش کاری شده در آن کار می کند .
– مکانیزمی که پوشش عمل محافظت دردمای بالا را انجام می دهد .
– سازگاری پوشش با فلز پایه
– روش اعمال پوشش
– کنترل کیفی پوشش
– توانایی تعمیر پوشش
محیط کاری پوشش ممکن است شامل دامنه گسترده ای ازشرایط مختلف باشد عمر وعملکرد مورد انتظار پوشش ممکن است ازچندثانیه تا چند صدساعت متغیر باشد . محیط ممکن است در معرض اتمسفر گازی با وسیکوزته های متفاوت باشد . قطعاتی که از آلیاژهای دمای بالا ساخته شده اند ممکن است در معرض تنش های خیلی بالا باشند ویا ممکن است به عنوان قطعات محافظ دربرابر گرما ویا سیم پیچ کوره ها به کارروند که تنها نیروی اعمالی وزن قطعه می باشند . نرخ گرم وسرد کردن ممکن است تدریجی و یا سریع باشد وممکن است شامل یک یاچندین چرخه حرارتی باشد . برای هر محیط کاری ویژه پوشش انتخابی باید فلز را در برابر اکسیداسیون وتاثیر برداشت .
هیدروژن با جلوگیری یا به حداقل رساندن نفوذ اکسیژن ،نیتروژن وهیدروژن ازاتمسفر بواسطه پوشش به فلز پایه محافظت کند .
– مکانیزم های محافظت
پوشش های سرامیکی بوسیله در مکانیزم فلز را دردماهای بالامحافظت می کنند . یک نوع از پوشش به عنوان یک پایدار اکسیدی روی سطح فلز به کار می رود که از تماس فلز با اتمسفر جلوگیری می کند ویا آن را به تاخیر می اندازد . نوع دیگری از پوشش های فلزی ترکیبات بین فلزی هستند که لایه نازک اکسیدی روی سطح تشکیل می دهند ترکیب بین فلزی ها به گونه ای است که یک ترکیب بهینه عناصر فلزی برای تشکیل لایه محافظ پایدار بر روی سطح ایجادمی کند واگراین لایه شکسته شود دوباره می تواند ایجاد گردد .
بنا براین این نوع پوشش ها وابسته به تشکیل ومحافظت لایه اکسیدی برای محافظت فلز پا یه میبا شد.

سازگاری شیمیایی ومکانیکی :
سازگاری شیمیایی پوششهای سرامیکی با فلز پایه مهم می باشد .
بویژه موقعی که پوشش ها بر روی فلزات دیر گداز وآلیاژهای پایه نیکل برای کار در دماهای بالا به کار می رود . پوششهای اکسیدی به اصطلاح پایدار مانند آلومینا در صورت وجود برخی فلزات دیر گداز مانند نیوبیم وتا نتالم در دماهای بالا ۱۳۷۰C0 پایدار نیستند همچنین آلومینا با فلزاتی مانند تیتانیم وزیر کونیم واکنش می دهد وویژگی های محافظتی پوشش از بین خواهد رفت .
پوشش همچنین باید سازگاری مکانیکی با فلز زیرین داشته باشد تا اینکه تنشهای مکانیکی ناخواسته درهر دو ایجاد نشود .
زیرا پوشش های خیلی پایدار دردماهای پایین ترد هستند ضریب انبساط حرارتی پوشش و فلز پایه نباید اختلاف زیاد داشته باشد. اگر چه ضریب انبساط حرارتی پوشش بایدمقداری کوچکتر ازفلز پایه باشد تا اینکه پوشش دردماهای پایین تحت فشار باشد . اختلاف ضریب انبساط حرارتی برای قطعاتی که درمعرض چرخه های حرارتی هستند باید بیشتر باشد سیستم باید به گونه ای طراحی شود که اختلاف ضریب ها پوشش را درتمامی دماها درحالت فشار قرار دهد.
اگر پوشش در دماهای پایین تحت کشش باشد ترک خواهد خورد برعکس اگر تحت فشارهای خیلی زیاد باشد پوسته ای می شود . تاثیر پوشش بر روی عمر خستگی ودمای انتقال تردی مواد کامپوزیتی باید همچنین مورد توجه باشد . به طور عموم پوشش از فلز پایه ترد تر می باشد وترک برروی پوشش موقعی که فلز پایه درحال کار می باشد تشکیل می شود بنابراین موجب کاهش انعطاف پذیری دردمای پایین وعمر خستگی می شود .
– روشهای کاربرد
روش به کار گیری پوشش ها بوسیله نوع آنها ، نوع فلزی که باید پوشش داده شود . وسایز وشکل قطعه محدود می شود اغلب فرایند های پوشش کاری شامل عملیات حرارتی برای تعدیل پیوند ها و آب بندی می شود اتمسفری که برای اسپری وعملیات حرارتی به کار می رود . باید دقیقا کنترل شود تااز افت خواص فلز پایه جلوگیری شود .