بررسی افزودنی زیرکن بر خواص ماهیچه های سرامیکی پایه آلومینا

در توربین های گازی جهت کاهش دما و کاهش وزن پره ها از کانال های خنک کننده داخلی استفاده می کنند. این کانال ها با استفاده از ماهیچه های سرامیکی ایجاد می شود. ماهیچه های پایه آلومینا، گروهی از ماهیچه های مورد استفاده در پره های توربین هستند که به دلیل مقاومت دمایی بالا در تولید نسل جدید پره های توربین، یعنی پره های تک بلور و انجماد جهت دار استفاده می شوند. در این پژوهش برای اولین بار ماهیچه های سرامیکی پایه آلومینا به همراه افزودنی زیرکن طبق طراحی تاگوچی با چهار فاکتور توزیع اندازه ذرات آلومینا، دمای سینتر، درصد زیرکن و منیزیا مورد بررسی قرار گرفت. بر روی نمونه های اولیه تست های پراش اشعه ایکس، تصاویر SEM، استحکام خمشی در دمای محیط و تخلخل انجام و پس از بررسی ترکیب بهینه به دست آمد. در ادامه نمونه ها با شرایط بهینه تزریق و تست های نهایی بر روی نمونه ها انجام شد. طبق نتایج به دست آمده مشخص شد زیرکن تجزیه شده و فاز زیرکونیا و سیلیس تشکیل شده است. همچنین افزودن منیزیا سبب تشکیل اسپینل در مرزدانه ها شده است. به همین علت خواص نمونه ها بهبود پیدا کرد و طبق نتایج به دست آمده مشخص شد تخلخل ۳۰% و استحکام خمشی در دمای محیط و در دمای ۱۲۰۰ به ترتیب ۹۱ و ۱۰۰ مگاپاسکال است.

کلیدواژه ها:

پره توربین گازی ، ماهیچه پایه آلومینا ، تک کریستال ، انجماد جهت دار ، استحکام خمشی ، تخلخل