תחומי יישום של טכנולוגיית ריסוס תרמי

בשנים האחרונות, טכנולוגיות הריסוס התרמי התפתחו מתהליכים גולמיים שהיו קשים יחסית לשליטה, לכלים יותר ויותר מדויקים שבהם התהליך מותאם להתחשב בתכונות של החומר המופקד והן של הציפויים הנדרשים.

טכנולוגיית ריסוס תרמי מתפתחת ללא הרף ונראים יישומים חדשים עבור חומרי ציפוי ומבנים מרוססים תרמית. בואו ללמוד את תחומי היישום העיקריים של טכנולוגיית ריסוס תרמי.

1. תעופה

טכנולוגיית ריסוס תרמי נמצאת בשימוש נרחב בתחום התעופה, כגון ריסוס ציפויי מחסום תרמיים (שכבת מליטה + שכבת משטח קרמי) על להבי מנועי מטוסים. ריסוס פלזמה, שכבות מליטה בהתזת להבה על-קולית, כגון NiCoCrAlY ו-CoNiCrAlY, ושכבת משטח קרמית, כגון תחמוצת Y0-ZrO(YSZ) 8% (המכילה תחמוצת אדמה נדירה) לסימום שינוי YSZ, כגון TiO+YSZ, YSZ+ A10 או תחמוצות על בסיס לנתנום זירקונט אדמה נדירה כמו La(ZoCe)024 נחקרו גם כציפוי מחסום תרמי על תאי בעירה של מנועי רקט5. פיר הרוטור הראשי של מסוקים לפעולות צבאיות באזורים מדבריים נשחק בקלות על ידי חול. השימוש ב-HVOF ובריסוס נפץ של WC12Co יכול לשפר את עמידות הבלאי שלו. HVOF מרסס ציפוי Al-SiC על מצע סגסוגת המגנזיום לתעופה, מה שיכול לשפר את עמידות הבלאי.

2. תעשיית הפלדה והנפט

תעשיית הברזל והפלדה היא תחום חשוב של יישום ריסוס תרמי, והיא התעשייה השנייה בגודלה בסין לאחר יישום ריסוס תרמי בתעשיית התעופה. בשנת 2009, תפוקת הפלדה הגולמית של סין היווה 47% מתפוקת הפלדה הגולמית בעולם. זו מדינת פלדה של ממש, אבל היא לא מעצמת פלדה. עדיין יש צורך לייבא פלדה איכותית בכמויות גדולות. אחת הסיבות היותר חשובות היא שהריסוס התרמי של סין פחות בשימוש בתעשיית הפלדה. כגון תנור פיצוץ, רולר תנור חישול בטמפרטורה גבוהה, רולר לשינוע לוחות רולר חם, רולר תמיכה, רולר יישור, הרמת רולר מגולוון, רולר שקיעה וכו'. השימוש בציפוי התזה תרמי על רכיבים אלה יכול לשפר מאוד את יעילות העבודה ו להפחית עלויות, לשפר את איכות המוצרים, והיתרונות הם משמעותיים 19-0.

בכנס ITSC 2011, המומחה היפני Namba חקר את הפטנטים הקשורים ליישום ריסוס תרמי בתעשיית הפלדה ברחבי העולם. תוצאות הסקר מראות כי מ-1990 עד 2009, פטנטים יפניים היוו 39%, פטנטים בארה"ב היוו 22%, פטנטים אירופאים היוו 17%, פטנטים סיניים היוו 9%, פטנטים קוריאניים היוו 6%, פטנטים רוסיים 3. %, הפטנטים הברזילאים מהווים 3%, והפטנטים ההודיים מהווים 1%. בהשוואה למדינות מפותחות כמו יפן, אירופה וארה"ב, היישום של ריסוס תרמי בתעשיית הפלדה בסין קטן יותר, ומרחב הפיתוח עצום.

הדיווחים המפורטים הקשורים לפגישה כללו גם אבקות NiCrAlY ו-YO כחומרי גלם, אבקות ריסוס NiCrAlY-Y0 הוכנו בשיטות סינטר וערבוב צבירה, וציפויים הוכנו על ידי אקדח ריסוס HVOFDJ2700. הדמיית אנטי הבנייה של גלילי כבשנים בתעשיית הפלדה. תוצאות המחקר מראות שלציפוי האבקה שהוכן בשיטת סינטר צבירה יש עמידות מצוינת להצטברות אנטי תחמוצת מנגן, אך עמידות נמוכה בפני הצטברות תחמוצת ברזל. ציפויים מוכנים מאבקות מעורבות.

טכנולוגיית ריסוס תרמית נמצאת בשימוש נרחב בריסוס גז, צינורות נפט ושסתום שער, ציפויים נגד קורוזיה ועמידים בפני שחיקה, שרובם הם ציפוי WC10Co4Cr בהתזה של HVOF.

3. אנרגיה חדשה, ציוד חדש וטורבינות גז

תאי דלק מוצקים (SOFCs) מתוכננים כעת בכיוון של לוחות שטוחים ולוחות דקות, כולל אנודות, אלקטרוליטים, קתודות,ושכבות הגנה. נכון לעכשיו, טכנולוגיית העיצוב והייצור של החומרים של תאי דלק מוצקים הבשילה, והבעיה העיקרית היא בעיית ההכנה. טכנולוגיית התזה תרמית (ריסוס פלזמה בלחץ נמוך, התזת פלזמה ואקום) הפכה לטכנולוגיה הפופולרית ביותר. היישום המוצלח של ריסוס תרמי על SOFC הוא היישום העדכני ביותר של טכנולוגיית ריסוס תרמי באנרגיה חדשה, וגם מקדם את הפיתוח של חומרי ריסוס נלווים. לדוגמה, חומר הריסוס LaSrMnO (LSM) מרוסס בפלזמה, חברת HC.Starck הגרמנית כבר החלה בייצור ומכירה של חומר זה וחומרים נלווים. החוקרים השתמשו גם בריסוס פלזמה שלב נוזלי כדי להכין את חומר האלקטרודה LiFePO לסוללות ליתיום-יון. דוחות מחקר בנושא.

הפיתוח של טכנולוגיית ריסוס תרמי אינו נפרד מעדכון הציוד. בכל כנס ריסוס תרמי בינלאומי יהיו דיווחים על ציוד חדש קשור. בגלל הטמפרטורה הנמוכה והעיצוב המהיר שלו, אקדח הריסוס K2 עבור ריסוס GTV HVOF יכול לרסס ציפוי מתכת כמו ציפוי Cu, ותכולת החמצן של הציפוי היא רק 0.04%, מה שמשתווה לריסוס קר. באמצעות מערכת ריסוס HVOF בלחץ גבוה, לחץ תא הבעירה יכול להגיע ל-1 ~ 3MPa, וזרימת הלהבה היא טמפרטורה נמוכה ומהירות גבוהה, ריסוס אבקת נירוסטה 316L, יעילות התצהיר יכולה להגיע ל-90%.

להבי טורבינת גז תעשייתיים החלו להשתמש בציפוי מחסום תרמי מרוסס בפלזמה, כגון מערכות ציפוי YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20, הנמצאות בשימוש נרחב בחו"ל והן כיום תחום מחקר פופולרי בסין.

4. עמידות בפני שחיקה מכנית

טכנולוגיית ריסוס תרמי תמיד הייתה חלק חשוב בכל כנס ריסוס תרמי בינלאומי בתחום ההתנגדות לבלאי מכיוון שכמעט כל משטחי היצירה יש בלאי, וחיזוק משטח ותיקון הם המגמות העתידיות של התפתחות טכנולוגית, במיוחד עם הטכנולוגיה יש מגוון רחב של יישומים בתעשייה העמידים בפני שחיקה וכן מקדם את הפיתוח של חומרים עמידים בפני שחיקה בתרסיס תרמי. הציפויים העמידים לבלאי בשימוש הנפוצים ביותר הם: ריתוך בהתזה (ריסוס להבה + התכה מחדש) סגסוגות NiCrBSi, שהן גם הנפוץ והנחקר ביותר בתחום עמיד בפני שחיקה, כגון HVOF התזת ציפוי FeCrNBC, התזת קשת NiCrBSi לאחר התכה מחדש. על מבנה מיקרו ועמידות בפני שחיקה וכו'; ריסוס HVOF, ציפויים על בסיס טונגסטן קרביד בהתזה קרה וציפויים על בסיס כרום קרביד הם הנפוצים והנחקרים ביותר בתחום עמידות הבלאי; אבקות ריסוס מבוססות טונגסטן קרביד בסין מתבססות על יבוא, כגון ריסוס מטוסים של המסגרת הנופלת, רולר שוקע, גליל גלי וכו'. עם פיתוח טכנולוגיית ריסוס קר וריסוס חם להכנת ציפוי על בסיס טונגסטן קרביד, ישנן גם דרישות חדשות לאבקת ריסוס על בסיס טונגסטן קרביד, כגון הדרישה לגודל חלקיקי האבקה היא -20um+5um.

5. מבנים ננו וחומרים חדשים

ציפויים בננו-מבנה, אבקות וחומרים חדשים היו מוקד המחקר הבינלאומי לאורך השנים. ציפוי WC12Co במבנה ננו מוכן על ידי ריסוס HVOF. גודל החלקיקים של האבקה המרוססת הוא -10μm+2μm, וגודל הגרגיר של WC הוא 400nm. לחברת DURUM הגרמנית יש ייצור מתועש. Me lenvk חקר את אבקת WC10Co4Cr שהוכנה על ידי שימוש בטונגסטן קרביד עם גדלי גרגרים שונים כחומרי גלם, כגון גודל גרגיר WC>12um (מבנה קונבנציונלי), WC גודל גרגר 0.2~0.4um (מבנה גרגר דק), גודל גרגיר WC ~0.2um (מבנה גרגר עדין במיוחד); גודל גרגר WC

12um (מבנה קונבנציונלי), WC גודל גרגר 0.2~0.4um (מבנה גרגר דק), גודל גרגיר WC ~0.2um (מבנה גרגר עדין במיוחד); גודל גרגר WC

6. הדפסה ביו-רפואית ונייר

טכנולוגיית ריסוס תרמי נמצא בשימוש נרחב יותר ויותר בתעשייה הרפואית, כגון פלזמה ואקום, HVOF מרוסס Ti, hydroxyapatite, ו-hydroxyapatite + Ti ציפויים המשמשים בתעשייה הרפואית (שיניים, אורטופדיה). ריסוס נפץ של TiO2-Ag, כמו שקיעה על סלילי Cu של מזגנים, יכול לעכב את צמיחת החיידקים ולשמור אותם נקיים.