Đề tài SEMINAR : MÀNG MỎNG BỀN NHIỆT

Tham khảo bài thuyết trình đề tài " seminar : màng mỏng bền nhiệt ", tài liệu phổ thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài " SEMINAR : MÀNG MỎNG BỀN NHIỆT "SEMINAR :MÀNG MỎNG BỀN NHIỆT GVHD : PGS -TS. LÊ VĂN HIẾU HVTH : HÀ TÂN HÒA PHAN THANH NHẬT KHOA PHẦN I : GIỚI THIỆU MÀNG MỎNG TBC VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHẦN II : ĐO ĐẠC PHẦN I : GIỚI THIỆU MÀNG MỎNG TBC VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠOI. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀNG MỎNG NHIỆT• Tính năng: Màng mỏng chịu được nhiệt độ cao (màng bền nhiệt) nhằm bảo vệ các thiết bị bên trong khỏi nhiệt độ quá lớn của môi trường làm việc (tới 11000C ). Ví dụ: màng bảo vệ tuốcbin khí của động cơ đẩy của máy bay, màng phủ lên lớp thành buồng đốt của động cơ xe máy, máy phát điện… Các thiết bị này, theo nguyên lí Carnot, cần có nhiệt độ làm việc càng lớn càng tốt để tăng hiệu suất của động cơ nhiệt: T2 H  1 Trong đó T1, T2 là nhiệt độ của nguồn T1 nóng và nguồn lạnh mà khối khí trao đổi nhiệt. T1 càng lớn hiệu suất trao đổi nhiệt càng dần tới 100%. - Màng mỏng bền cơ - bền nhiệt : trong các dụng cụ như mũi khoan, do ma sát khi làm việc, nhiệt độ có thể lên rất cao. Ở nhiệt độ cao, các vật liệu làm mũi khoan dù bền vẫn bị oxi hóa, trở thành dạng oxít kém bền cơ. Do đó nhu cầu phủ màng vừa chống mài mòn vừa bền nhiệt hoặc hai lớp cơ-nhiệt là rất cần thiết. Màng trong suốt phản xạ nhiệt : dùng để phủ- các lớp kính tủ lạnh và greenhouse… vừa lịch sự vừa giữ nhiệt. Các màng này trong suốt (truyền qua) lớn đối với vùng phổ khả kiến, nhưng phản xạ mạnh đối với vùng hồng ngoại. Sóng ngắn (khả kiến) truyền vào hoặc ra nhà kính được, nhưng khi chúng bị vật chất hấp thụ và phát ra lại thì năng lượng suy giảm, bước sóng dài ra, không thoát ra ngoài được. Đối với tủ lạnh thì tương tự. Hình 2 : Tủ lạnh với cửa kính có phủ lớp màng mỏng trong suốt phản xạ nhiệt, vừa thẩm mỹ vừa tiết kiệm điện năng cho việc làm lạnhII. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MÀNG BỀN CƠ NHIỆT Khi khảo sát các loại màng nghiên cứu cũng như thương phẩm, có các đặc trưng sau mà người ta quan tâm: -Đặc trưng chung + Độ dày màng + Độ bám dính (kg/cm2) + Tuổi thọ sử dụng -Về thẩm mỹ + Thẩm mỹ (màu sắc…) -Về điện học + Điện trở -Về cơ học + Độ bền đứt giới hạn (kg/cm2)…- Về nhiệt + Khoảng nhiệt độ làm việc + Sự mỏi nhiệt-Về quang học + Độ phản xạ quang học + Độ truyền qua Về tuổi thọ, người ta dùng định luật Paris để mô tả mối liên hệ giữa chiều dài vết nứt của màng và số chu trình làm việc: Trong đó: •a: chiều dài vết nứt •N: số chu trình •K: thừa số cường độ ứng suất •C,n: các hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của môi trường làm việc, bản chất của vật liệu tạo màngVề vấn đề oxi hoá, cũng liên quan tới tuổi thọ của màng: người ta sửdụng tỉ số Pilling-Bedworth (PBR): / thể tích phần kim loại chưaPBR=thể tích phần kim loại đã bị oxi hoábị oxi hoá- Nếu PBRNếu PBR III. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO – CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC NHƯỢC ĐIỂM1. Phủ màng TBC (thermal barrier coatings) Thông thường màng chống ăn mòn- bền nhiệt bao gồm 3 lớp sau Bond coat- Đế: chính là lớp hợp kim của thành buồng đốt, thôngthường là các hợp kim chứa nickel, sắt-nickel, cobalt cóthể hoạt động bình thường ở 54000C. Vật liệu này rấtthích hợp cho việc chịu các tải (lực) lớn, nhưng khôngchịu đựng tốt trước môi trường. Bond Bond coat- Lớp màng tạo độ kết dính: nếu lớp hợpkim dễ bị oxi hóa ở nhiệt độ cao, thì lớpmàng là màng nhôm, muốn chống ănmòn thì phủ màng crôm. Lớp màng này ở trên màng kim loại Bond Bondđược gọi là lớp bond layer (tạo đô dính), coatvì thường lớp cách nhiệt yttriumstabilized zirconia ở trên cùng (sẽ nóidưới đây) là một loại ceramic bền nhiệtbám dính không tốt trên đế kim loại.Một nguyên nhân nữa, khi nhiệt độ tăng cao, hệ số giãn nở nhiệt của lớp gốmvà hợp kim khác nhau quá nhiều khiến chúng dễ dàng tróc ra khỏi nhau.Lớp này thường là nhôm, khi oxi gặp Al sẽ hình thành nhôm oxit. Khác với các oxitkhác của sắt, kẽm… vốn rỗng, oxit của Al rất bền và có độ chặt cao, khiến oxi khôngth ...