Hightemp kaplamaları ısı korozyonu ve aşınma direnci için test edildi

Roket motorlarından fışkıran kavurucu alevleri veya fırınlarda binlerce derecede dönen erimiş çeliği hayal edin. Bu kritik bileşenleri aşırı ısıdan koruyan nedir? Cevap genellikle özel bir malzemede yatar: yüksek sıcaklık kaplamaları. Bu gelişmiş malzemeler sadece aşırı sıcaklıklara dayanmakla kalmamalı, aynı zamanda karmaşık kimyasal ortamlarda da kararlılığını korumalıdır. Peki bu "metal koruyucular" nasıl geliştirilir ve performansları nasıl değerlendirilir?

Adından da anlaşılacağı gibi, yüksek sıcaklık kaplamaları, aşırı ısı altında fiziksel ve kimyasal özelliklerini koruyan özel boyalardır. Havacılık, otomotiv, petrokimya ve enerji üretimi endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır ve kritik ekipmanlar için uzun süreli koruma sağlar.

Bu kaplamaların bileşimi tipik olarak ısıya dayanıklı reçineler, yüksek sıcaklık pigmentleri, dolgu maddeleri, katkı maddeleri ve çözücüler içerir. Bilimsel formülasyon ve özel işleme teknikleri sayesinde, bu bileşenler olağanüstü ısı direnci, korozyon koruması ve aşınma direnci ile kaplamalar oluşturmak için birleşir.

Yüksek sıcaklık kaplamalarının performansı, doğrudan etkinliklerini ve hizmet ömürlerini belirler. Bu nedenle kapsamlı testler esastır. Aşağıda, kritik performans göstergelerini ve ilgili değerlendirme yöntemlerini inceleyeceğiz:

Isı direnci, yüksek sıcaklık kaplamalarının en temel özelliğini temsil eder ve aşırı sıcaklıklarda bozunmaya, yumuşamaya, erimeye veya performans bozulmasına karşı direnme yeteneklerini yansıtır. Birincil değerlendirme yöntemi termal yaşlandırma testidir.

• Termal Yaşlandırma Testi: Malzeme ile kaplanmış numuneler, belirtilen sıcaklıklarda (tipik olarak 300°C, 500°C, 800°C veya daha yüksek) uzun süreler (100 saat ila 1000+ saat) boyunca fırınlara yerleştirilir. Araştırmacılar daha sonra görünüm, renk, parlaklık, sertlik ve yapışmadaki değişiklikleri inceler.
• Sertlik Testi: Maruz kalmadan önce ve sonraki değişiklikleri ölçmek için kalem sertlik test cihazları veya Vickers sertlik test cihazları kullanmak.
• Yapışma Testi: Bağlanma mukavemeti değişikliklerini değerlendirmek için çapraz kesim veya çekme yöntemleri kullanmak.
• Parlaklık Ölçümü: Oksidasyon veya renk değişikliğini gösteren yüzey yansıması değişikliklerini ölçmek için parlaklık ölçerler kullanmak.

Birçok yüksek sıcaklık uygulaması, kaplamaların asitlere, alkalilere, tuzlara ve çözücülere karşı direnç göstermesini gerektiren aşındırıcı kimyasallara maruz kalmayı içerir.

• Daldırma Testi: Kabarcıklanma, çatlama veya delaminasyonu zaman içinde değerlendirmek için numuneler kontrollü sıcaklıklarda belirli kimyasallara tamamen batırılır.
• Ağırlık Kaybı Ölçümü: Kimyasal maruziyet sırasında malzeme kaybının kesin olarak ölçülmesi.
• Silme Testi: Çözünme veya aşınma direncini değerlendirmek için çözücü emdirilmiş bezler kullanarak aralıklı kimyasal teması simüle etmek.

Özel testler, farklı korozyon mekanizmalarına karşı korumayı değerlendirir:

• Tuz Püskürtme Testi: Sürekli tuz sisi maruziyeti yoluyla deniz ortamlarını simüle etmek, sonuçlar pas yüzdesi veya derecelendirme ölçekleriyle ölçülür.
• Asit/Alkali Sis Testi: Endüstriyel ortam simülasyonları için asidik veya alkali çözeltiler kullanan modifiye edilmiş versiyonlar.

Sürtünme veya aşınma içeren uygulamalar için:

• Aşınma Testi: Kontrollü sürtünme altında malzeme kaybını ölçmek için Taber veya tekerlek aşınma test cihazları kullanmak.
• Çizilme Testi: Standart çizilme prosedürleri aracılığıyla yüzey sertliğini değerlendirmek.

Havacılık ve otomotiv uygulamaları için kritik:

• Darbe Testi: Arızadan önce maksimum emilen enerjiyi belirlemek için kaplanmış yüzeylere ağırlıklı sarkaçlar düşürmek.

Uygulama kalitesini etkileyen temel parametreler:

• Yoğunluk Ölçümü: Optimum kütle-hacim oranlarını sağlamak için densitometreler veya piknometreler kullanmak.
• Viskozite Testi: Akış özelliklerini kontrol etmek ve sarkma gibi uygulama sorunlarını önlemek için döner veya kılcal viskozimetreler.

Yüksek sıcaklık kaplamalarının değerlendirilmesi, zorlu uygulamalarda güvenilir performans sağlamak için titiz, çok yönlü testler içerir. Teknolojik gereksinimler geliştikçe, bu malzemeler daha yüksek sıcaklık eşiklerine, daha uzun dayanıklılığa ve iyileştirilmiş çevresel profillere doğru ilerlemeye devam ediyor ve endüstrilerde giderek daha sofistike koruma çözümleri sunuyor.