ارزیابی خواص گرمایی کامپوزیت های مقاوم به دمای زیاد درشرایط شار گرمایی مختلف

برای حفاظت از سازه ها در شرایط شوک های گرمایی ناگهانی، استفاده از عایق های گرمایی غیرفعال، به ویژه کامپوزیت های فداشونده زغال گذار نسبت به سایر روش های حفاظت گرمایی موثرتر و به صرفه تر است. افزون بر مدون نبودن دانش طراحی عایق گرمایی با ضخامت بهینه در شرایط واقعی، مهم ترین محدودیت های گزارش شده درباره این عایق های فداشونده سرعت نسبتازیاد خوردگی ناشی از جریان گاز داغ و کم بودن مقاومت مکانیکی زغال تشکیل شده حاصل ازفرایند فداشدن است. در این پژوهش، کامپوزیت سرامیکی سیالون ( SiAlON)تقویت شده با الیاف کربن به عنوان نمونه ای از سپرهای گرمایی مقاوم به دمای زیاد با هدف غلبه بر محدودیت های مزبور ارایه شده است. ارزیابی کارایی حفاظت گرمایی این سامانه کامپوزیتی با تعیین کمی سرعتفداشوندگی و نفوذ گرمایی موثر در شرایط شارهای گرمایی مختلف اعمال شده به کمک آزمون شعله اکسی استیلن و مدل سازی فرایند فداشدن انجام شد. طبق نتایج این پژوهش، کامپوزیت مزبوربه عنوان سپر گرمایی فداشونده دمازیاد و کارآمد پیشنهاد شده است. زیرا نسبت به کامپوزیت های مشابه در شرایط یکسان آزمون های فداشوندگی، کامپوزیت سرامیکی سیالون تقویت شده با الیاف کربن کارایی بیشتری نشان می دهد. در شارهای گرمایی 8500 و 5000 kW/m2 سرعت خوردگی (فداشوندگی) این کامپوزیت به ترتیب برابر با 075 / 0 و 0/026 mm/s است. همچنین، کامپوزیت مزبور در شار گرمایی 2500 kW/m2 و در زمان اعمال شار کمتر از 25 s ، مقاومت در برابر شوک گرمایی خوبی نشان می دهد. به طوری که بیشترین مقدار کاهش استحکام خمشی در این شرایط 23/4% است.

کلیدواژه ها:

حفاظت گرمایی ، کامپوزیت سرامیک تقویت شده با الیاف کربن ، فداشدن ، خواص گرمایی ، مدل سازی