پوشش های هایتمپ برای خوردگی گرما و مقاومت در برابر فرسایش آزمایش شده است

تصور کنید شعله های سوزان از موتورهای موشک یا فولاد مذاب که در کوره ها در هزاران درجه می چرخند. چه چیزی از این اجزای حیاتی در برابر گرمای شدید محافظت می کند؟ پاسخ اغلب در یک ماده تخصصی نهفته است - پوشش های با دمای بالا. این مواد پیشرفته نه تنها باید در برابر دماهای شدید مقاومت کنند، بلکه پایداری خود را در محیط های شیمیایی پیچیده نیز حفظ کنند. اما این "نگهبانان فلزی" چگونه توسعه می یابند و عملکرد آنها چگونه ارزیابی می شود؟

همانطور که از نامش پیداست، پوشش های با دمای بالا رنگ های تخصصی هستند که خواص فیزیکی و شیمیایی خود را در برابر حرارت شدید حفظ می کنند. آنها کاربردهای گسترده ای در صنایع هوافضا، خودروسازی، پتروشیمی و تولید برق دارند و محافظت طولانی مدت را برای تجهیزات حیاتی فراهم می کنند.

ترکیب این پوشش ها معمولاً شامل رزین های مقاوم در برابر حرارت، رنگدانه های با دمای بالا، پرکننده ها، مواد افزودنی و حلال ها است. از طریق فرمولاسیون علمی و تکنیک های پردازش تخصصی، این اجزا با هم ترکیب می شوند تا پوشش هایی با مقاومت در برابر حرارت استثنایی، محافظت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش ایجاد کنند.

عملکرد پوشش های با دمای بالا مستقیماً کارایی و عمر مفید آنها را تعیین می کند. بنابراین آزمایش جامع ضروری است. در زیر شاخص های عملکرد بحرانی و روش های ارزیابی مربوطه را بررسی می کنیم:

مقاومت در برابر حرارت نشان دهنده اساسی ترین ویژگی پوشش های با دمای بالا است که منعکس کننده توانایی آنها در مقاومت در برابر تجزیه، نرم شدن، ذوب شدن یا تخریب عملکرد در دماهای شدید است. روش اصلی ارزیابی، آزمایش پیری حرارتی است.

• آزمایش پیری حرارتی: نمونه های پوشیده شده با مواد در کوره ها در دماهای مشخص (معمولاً 300 درجه سانتیگراد، 500 درجه سانتیگراد، 800 درجه سانتیگراد یا بالاتر) برای دوره های طولانی (100 ساعت تا 1000+ ساعت) قرار می گیرند. سپس محققان تغییرات در ظاهر، رنگ، درخشندگی، سختی و چسبندگی را بررسی می کنند.
• آزمایش سختی: با استفاده از تستر های سختی مدادی یا تستر های سختی ویکرز برای اندازه گیری تغییرات قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض.
• آزمایش چسبندگی: استفاده از روش های برش متقاطع یا کشش برای ارزیابی تغییرات استحکام پیوند.
• اندازه گیری درخشندگی: با استفاده از براق سنج ها برای تعیین کمیت تغییرات بازتاب سطح که نشان دهنده اکسیداسیون یا تغییر رنگ است.

بسیاری از کاربردهای با دمای بالا شامل قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خورنده است که نیاز به پوشش هایی برای مقاومت در برابر اسیدها، قلیاها، نمک ها و حلال ها دارد.

• آزمایش غوطه وری: نمونه ها به طور کامل در مواد شیمیایی خاص در دماهای کنترل شده غوطه ور می شوند تا تاول زدن، ترک خوردن یا لایه لایه شدن در طول زمان ارزیابی شود.
• اندازه گیری کاهش وزن: اندازه گیری دقیق از دست دادن مواد در طول قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی.
• آزمایش پاک کردن: شبیه سازی تماس متناوب مواد شیمیایی با استفاده از پارچه های آغشته به حلال برای ارزیابی انحلال یا مقاومت در برابر سایش.

آزمایش های تخصصی محافظت در برابر مکانیسم های مختلف خوردگی را ارزیابی می کنند:

• آزمایش اسپری نمک: شبیه سازی محیط های دریایی از طریق قرار گرفتن مداوم در معرض مه نمک، با نتایج کمی شده توسط درصد زنگ زدگی یا مقیاس های رتبه بندی.
• آزمایش مه اسید/قلیا: نسخه های اصلاح شده با استفاده از محلول های اسیدی یا قلیایی برای شبیه سازی محیط های صنعتی.

برای کاربردهایی که شامل اصطکاک یا سایش هستند:

• آزمایش سایش: با استفاده از تستر های سایش Taber یا چرخ برای تعیین کمیت از دست دادن مواد تحت اصطکاک کنترل شده.
• آزمایش خراش: ارزیابی سختی سطح از طریق روش های خراش استاندارد.

برای کاربردهای هوافضا و خودرو حیاتی است:

• آزمایش ضربه: انداختن آونگ های وزنه دار روی سطوح پوشش داده شده برای تعیین حداکثر انرژی جذب شده قبل از شکست.

پارامترهای کلیدی موثر بر کیفیت کاربرد:

• اندازه گیری چگالی: با استفاده از چگالی سنج ها یا پیکنومترها برای اطمینان از نسبت های جرم به حجم بهینه.
• آزمایش ویسکوزیته: ویسکومترهای چرخشی یا مویرگی برای کنترل ویژگی های جریان و جلوگیری از مشکلات کاربردی مانند افتادگی.

ارزیابی پوشش های با دمای بالا شامل آزمایش های دقیق و چند وجهی برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد در کاربردهای پر تقاضا است. با تکامل الزامات فناوری، این مواد به سمت آستانه های دمای بالاتر، دوام بیشتر و پروفایل های زیست محیطی بهبود یافته ادامه می دهند - ارائه راه حل های حفاظتی به طور فزاینده ای پیچیده در سراسر صنایع.