بررسی میزان رسانش پوشش های متخلخل در طی فرآیند پیرگرمایی

قرارگیری پوشش های سد حرارتی در دما بالا، باعث ایجاد پخت در لایه سرامیکی شده و این امر تغییرات درصد تخلخل را همراه دارد. با توجه به این موضوع که ضریب رسانش حرارتی هوا موجود در تخلخل لایه ها بسیار کمتر از مواد سرامیکی موجود در پوشش است، کاهش و یا افزایش تخلخل تغییرات ضریب رسانش پوشش را به دنبال خواهد داشت که این امر بر عملکرد کلی لایه های پوشش، تاثیر مستقیم دارد. در این پژوهش ابتدا بر روی نمونه های تهیه شده از پره توربین از جنسInconel738، پوشش سد حرارتی اعمال شد و سپس نمونه ها در مدت زمان مشخص در داخل کوره تحت فرآیند پیرگرمایی قرار داده شدند. تغییرات تخلخل موجود در لایه سرامیکی پوشش در طی فرایند پیرگرمایی با استفاده از پردازش تصاویر SEM بررسی شد. درصد تخلخل موجود در تصاویر به دست آمده از SEM در نرم افزار ImageJ تعیین شده و در نرم افزار OOF2 ضریب رسانش حرارتی در تخلخل های مختلف به صورت عددی محاسبه شد. به منظور صحت سنجی نتایج عددی، توزیع دما بر روی پوشش های سد حرارتی با حل تحلیلی معادله انتقال حرارت فوریه به دست آمد. مطابق آنالیز تصاویر SEM به دست آمده از نمونه ها طی ساعات پیرگرمایی مختلف، مشاهده شد که با افزایش ساعات پیرگرمایی در طی 48 ساعت، درصد تخلخل کل لایه سرامیکی 8٪ کاهش داشته است. مطابق نتایج به دست آمده با کاهش تخلخل در لایه سرامیکی افزایش ضریب رسانش حرارتی مشاهده می شود که این امر باعث افزایش دمای بستر شده و به مرور زمان عملکرد اصلی این نوع پوشش ها را کاهش می دهد.