بررسی مکانیزم تخریب پوشش های چندلایه فوق دما بالای C/SiC/ZrB(2)-MoSi(2)-SiC تقویت شده با نانوویسکرهای SiC در شرایط بحرانی شعله مافوق صوت جهت کاربرد در سیستم های سپر حرارتی (TPSs)

در تحقیق حاضر، پوشش چندلایه فوق دما بالای C/SiC/ZrB(2)-MoSi(2)-SiC تقویت شده با نانوویسکرهای SiC به منظور ارتقاء مقاومت به فرسایش گرافیت به روش رخنه دهی واکنشی (RMI) در دمای 1783K تحت اتمسفر آرگون به مدت 2 ساعت بر روی آن اعمال گردید. جهت ارزیابی عملکرد پوشش در محیط های فرسایشی از آزمون شعله مافوق صوت با سرعت حدود 1400m/s؛ (4/2 ماخ) و دمای تقریبی (3073K(2800˚C به مدت 120 ثانیه استفاده شد. نتایج آزمون بیانگر مقاومت بسیار خوب پوشش سه فازی C/SiC/ZrB(2)-MoSi(2)-SiC در برابر جریان شدید گازهای داغ و خورنده (با سرعت مافوق صوت) بود. درصد تغییرات وزن، نرخ فرسایش جرمی و نرخ فرسایش خطی پوشش به ترتیب 0/18%، (0/027x10(-3)g.cm(-2) . s(-1 و (0/33μm.s(-1 محاسبه گردید. آنالیز فازی و ریزساختاری پوشش بعد از انجام آزمون نشان داد که فرسایش پوشش های سه فازی C/SiC/ZrB(2)-MoSi(2)-SiC هم به صورت مکانیکی و هم به صورت شیمیایی کنترل می شود، بطوریکه تخریب شیمیایی توسط ذرات (MoSi(2 و تخریب مکانیکی توسط ذرات (ZrB(2 کنترل می گردد. شبکه بهم پیوسته نانوویسکرهای SiC نیز با اثر قفل کنندگی خود، پایداری مکانیکی فیلم محافظ اکسیدی بر روی سطح را افزایش داده و به این ترتیب مقاومت پوشش در برابر فرسایش مکانیکی را افزایش می دهد.

کلیدواژه ها:

پوشش های فوق دما بالا ، سیستم های سیر حرارتی ، فرسایش ، گرافیت ، شعله مافوق صوت ، دی بورید زیرکونم ، کاربید سیلیسیم ، مولیدن دی سیلیساید