آخرین اخبار

تولید پوشش نانویی برتر برای صنایع هوافضا

هوافضا
نوشته شده توسط تیم رصد علمنا

پوشش های سد حرارتی نانوساختار با خواص برتر توسط دانشگاه کاشان و پژوهشکده فضایی ایران تولید شد…

از دیرباز در صنایع مختلف برای محافظت از تجهیزات و ابزار مختلف در برابر آسیب های طبیعی و مصنوعی از پوشش ها استفاده می کردند.
از جمله پوشش هایی که در صنعت بسیار پر کابرد می باشد پوشش های سد حرارتی است، این پوشش ها بر روی ابزار و قطعاتی از قبیل اجزای داخلی موتور هواپیما، توربین‌های گازی و تجهیزات برش نشانده می‌شوند و از آنها در برابر حرارت محافظت می کند.
به دلیل کاربرد این پوشش ها در صنایع، تلاش در جهت بهبود عملکرد این پوشش‌ها و اعطای خواص بیشتر از جمله خواص ضد سایش و خوردگی موضوعات تحقیقات بسیاری از محققان حوزه‌ی هوافضا در سال‌های اخیر بوده است.
بطوری که یک پژوهشگر دانشگاه کاشان با حمایت پژوهشکده فضایی ایران، موفق به تولید یک پوشش نانوکامپوزیتی سد حرارتی با عملکرد حرارتی، خوردگی و سایش بهینه شد.
دکتر زهرا امیرسرداری، محقق دانشگاه کاشان از رزین فنولیک به‌عنوان یک رزین مورد استفاده به‌عنوان فاز زمینه در تولید پوشش‌های نانوکامپوزیتی سد حرارتی یاد کرد و محدودیت‌های استفاده از آن را چنین توصیف کرد: یکی از مواد مورد استفاده به‌عنوان ماتریس پلیمری در نانوکامپوزیت‌های تحت دمای بالا، رزین فنولیک است. شبکه‌ی فنولی علی‌رغم دارا بودن برخی مزایا، محدودیت‌هایی را نیز داراست. زغال حاصل از آن به‌راحتی دچار خوردگی مکانیکی می‌شود و پس‌روی سطح عایق سریع‌تر انجام می‌گیرد. به‌عبارت‌ دیگر با کاهش ضخامت عایق، زمان عملکرد آن دچار کاهش می‌شود. در طرح حاضر تلاش شده است از نانوذرات غیر اکسیدی فوق دما بالا به‌منظور بهبود خواص حرارتی و مکانیکی این رزین در شرایط عملیاتی سازه‌های فضایی تحت دمای بالا، به‌عنوان فاز پرکننده استفاده شود.
پوشش نانوکامپوزیتی تولید شده در این پژوهش قادر است دماهای بسیار بالاتری را نسبت به نمونه‌های مشابه که از پرکننده‌های میکرونی در آن‌ها استفاده می‌شود، تحمل کند. به‌علاوه، به دلیل استفاده از ذرات نانومتری و در نتیجه بالا بودن نسبت سطح به حجم، مقادیر بسیار کمتری از این ذرات در مقایسه با ذرات میکرونی مورد نیاز است که این موضوع موجب کاهش هزینه‌ی تولید این پوشش‌ها می‌شود.
وی در ادامه در خصوص سازوکار عملکرد این پوشش افزود: زیرکونیوم دی بورید نوعی سرامیک فوق دمای بالا با نقطه ذوب بیش از ۳۲۰۰ درجه سانتی گراد است. این سرامیک از ویژگی‌های بی‌نظیری همچون سختی، هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی و سایش فوق العاده برخوردار است. بااین‌وجود موانعی بر سر راه تولید این ماده پرکاربرد وجود دارد. در این پژوهش ذرات زیرکونیوم دی بورید در مقیاس نانومتری تهیه شده و به‌عنوان فاز پرکننده در پوشش نانوکامپوزیتی با زمینه‌ی رزین فنولیک مورد استفاده قرار گرفته است. این نانوذرات در دمای بالا و همچنین حضور اکسیژن دچار سوزش می‌شود. در ادامه ترکیبات اکسیدی حاصله ذوب می‌شوند و خلل و فرج زمینه‌ی پلیمری را پر می‌کنند و از این طریق مانع نفوذ شعله و اکسیژن به سطح زیرلایه می‌شود.
گفتنی است این پوشش‌ها می‌توانند در تولید قطعات حساس صنعتی از جمله در صنایع هوافضا جهت ساخت عایق‌های حرارتی، بدنه‌های مورد استفاده در شرایط مافوق صوت و ناپایدار، توربین‌های گازی، ابزار برش و بوته‌های نگهداری فلز مذاب کاربرد دارند.

درباره نویسنده

تیم رصد علمنا

دیدگاه شما چیست