ایران توانا پایگاه معرفی دستاوردهای ایران
پژوهشگران دانشگاه کاشان با همکاری پژوهشگاه فضایی ایران، موفق به تولید یک پوشش نانو کامپوزیتی سد حرارتی با عملکرد حرارتی، خوردگی و سایش بهینه شدند. دکتر زهرا امیرسرداری، محقق طرح در این باره اظهار کرد: پوشش‌ها از دیرباز به منظور محافظت از سطح ابزار و قطعات مختلف در برابر آسیب‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند. پوشش‌های سد حرارتی، پوشش‌هایی هستند که از نفوذ حرارت به زیرلایه جلوگیری می‌کنند. این نوع پوشش‌ها بر روی ابزار و قطعاتی از قبیل اجزای داخلی موتور هواپیما، توربین‌های گازی و تجهیزات برش نشانده می‌شوند. تلاش در جهت بهبود عملکرد این پوشش‌ها و اعطای خواص بیشتر از جمله خواص ضد سایش و خوردگی موضوعات تحقیقات بسیاری از محققان حوزه هوا فضا در سال‌های اخیر بوده است. امیرسرداری از رزین فنولیک به عنوان یک رزین مورد استفاده به عنوان فاز زمینه در تولید پوشش‌های نانو کامپوزیتی سد حرارتی یاد کرد و در مورد محدودیت‌های استفاده از آن گفت: یکی از مواد مورد استفاده به عنوان ماتریس پلیمری در نانو کامپوزیت‌های تحت دمای بالا، رزین فنولیک است.
شبکه فنولی علی‌رغم دارا بودن برخی مزایا، محدودیت‌هایی را نیز داراست. زغال حاصل از آن به راحتی دچار خوردگی مکانیکی می‌شود و پسروی سطح عایق سریع‌تر انجام می‌گیرد. به عبارت دیگر با کاهش ضخامت عایق، زمان عملکرد آن دچار کاهش می‌شود. در طرح حاضر تلاش شده است از نانو ذرات غیر اکسیدی فوق دمای بالا به منظور بهبود خواص حرارتی و مکانیکی این رزین در شرایط عملیاتی سازه‌های فضایی تحت دمای بالا، به عنوان فاز پر کننده استفاده شود. وی تصریح کرد: پوشش نانو کامپوزیتی تولید شده در این پژوهش قادر است دماهای بسیار بالاتری را نسبت به نمونه‌های مشابه که از پر کننده‌های میکرونی در آنها استفاده می‌شود، تحمل کند. به علاوه، به دلیل استفاده از ذرات نانومتری و در نتیجه بالا بودن نسبت سطح به حجم، مقادیر بسیار کمتری از این ذرات در مقایسه با ذرات میکرونی مورد نیاز است که این موضوع موجب کاهش هزینه تولید این پوشش‌ها می‌شود. محقق طرح در ادامه در خصوص ساز و کار عملکرد این پوشش افزود: زیرکونیوم دی بورید نوعی سرامیک فوق دمای بالا با نقطه ذوب بیش از ۳۲۰۰ درجه سانتی گراد است. این سرامیک از ویژگی‌های بی‌نظیری همچون سختی، هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی و سایش فوق العاده برخوردار است. با این وجود موانعی بر سر راه تولید این ماده پر کاربرد وجود دارد.
وی افزود: در این پژوهش ذرات زیرکونیوم دی بورید در مقیاس نانومتری تهیه شده و به عنوان فاز پر کننده در پوشش نانو کامپوزیتی با زمینه رزین فنولیک مورد استفاده قرار گرفته است. این نانو ذرات در دمای بالا و همچنین حضور اکسیژن دچار سوزش می‌شود. در ادامه ترکیبات اکسیدی حاصله ذوب می‌شوند و خلل و فرج زمینه پلیمری را پر می‌کنند و از این طریق مانع نفوذ شعله و اکسیژن به سطح زیرلایه می‌شوند. محقق طرح تصریح کرد: این پوشش‌ها در تولید قطعات حساس صنعتی از جمله در صنایع هوا فضا جهت ساخت عایق‌های حرارتی، بدنه‌های مورد استفاده در شرایط مافوق صوت و ناپایدار، توربین‌های گازی، ابزار برش و بوته‌های نگهداری فلز مذاب کاربرد دارند. این طرح در قالب رساله دکترای دکتر زهرا امیرسرداری و با راهنمایی دکتر مسعود صلواتی نیاسری از دانشگاه کاشان با همکاری و حمایت مالی پژوهشگاه فضایی ایران انجام شده که تحت عنوان پایان نامه مورد نیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه توسعه فناوری نانو نیز رسیده است.
ایسنا
لینک کوتاه: http://iranetavana.ir/?p=8820
