مروری بر پوشش های مقاوم در برابر اکسیداسیون و خوردگی دمای بالا بر پایهسرامیک های فاز MAX

در ساخت پره های توربین های گازی و موتورهای هوایی همواره تلاش بر این بوده که با افزایش زمان کارکرداین قطعات علاوه بر ایجاد صرفه اقتصادی بیش تر، راندمان بالاتری را نیز برای این تجهیزات رقم بزنند. یکی ازراه های افزایش طول عمر قطعات در دمای بالا افزودن پوشش های مقاوم به تنش های حرارتی، اکسیداسیون وخوردگی می باشد که سال ها است در دنیا به عنوان یک روش شناخته شده مورد استفاده قرار می گیرد. توسعهانواع پوشش های سد حرارتی (TBC) ، پوشش های نفوذی (DC) و پوشش های روکشی (Overlay) را میتوان در این زمره به حساب آورد. طی بیست سال اخیر و با سنتز کاربدها و نیتریدهای نانولایه موسوم بهسرامیک های فاز مکس (MAX) و با توجه به خواص شگفت انگیزی که آن ها را مستعد نام نهادن به عنوانسرامیک های فلزی کرد، تحقیقات متنوعی بر روی کاربردهای دمای بالای آن ها انجام شده است و بعضا نتایجشگفت انگیزی را به همراه داشته است. از این مواد هم به عنوان لایه میانی (Bond Coat) به جای ماده مرسوماین لایه یعنی خانواده MCrAlY و هم به عنوان لایه بالایی (Top Coat) پوشش پره های توربین های گازیاستفاده شده است. در این بین دسته از فازهای مکس که حاوی آلومینیوم در ترکیب شیمیایی خود هستند به دلیلایجاد یک لایه قوی اکسید آلومینیوم (۳O۲(Al بیش ترین اقبال را برای جایگزینی با پوشش های مرسوم خواهندداشت . در این مقاله مروری خواهیم داشت به زیر مجموعه ای از خانواده این مواد که به منظور پوشش های دمابالا مشخصه یابی شده اند و نتایج تحقیقات آن ها نیز تقدیم می گردد.

کلیدواژه ها:

فاز مکس ، MAX Phase ، پوشش دمای بالا ، خوردگی دمای بالا ، اکسیداسیون ، پره توربین ، اکسیدآلومینیوم ، کاربید نانو ساختار ، نیتریدهای نانو ساختار ، اکسید آلومینیوم ، AI۲O۳