Вплив армування керамічного покриття на теплотехнічні властивості

F. F. Vashkevych; A. Ya. Spilnyk; O. B. Zahorodnyi; V. I. Zhuravel; A. V. Liasoта

doi:10.30838/J.BPSACEA.2312.280519.42.434

Автор(и)

F. F. Vashkevych Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0003-0962-0890
A. Ya. Spilnyk Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0002-4931-9675
O. B. Zahorodnyi Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0002-4158-1740
V. I. Zhuravel Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0001-9501-5106
A. V. Liasoта Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0002-4269-2434

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.280519.42.434

Ключові слова:

керамічний композитний матеріал, плазмове напилення, теплозахисне покриття, шпінель, теплопровідність

Анотація

Постановка проблеми.Керамічні покриття, володіючи високою температурою плавлення, можуть бути отримані розплавленням матеріалів у потоці плазми. Для цього використовують плазмові установки типу УПУ, Київ-7 та ін. Але ці покриття мають суттєвий недолік – вони слабко опираються змінним температурним навантаженням, тобто термостійкість цих покриттів досить низька. Останнім часом для підвищення термостійкості почали напиляти не чисту кераміку, а суміші декількох окислів. У цій статті досліджувалась термостійкість шпінелі з армуванням сіткою та без армування. Методика. Для виготовлення такої композиції використовували золь-гель процес. Для напилення вказаної шпінелі підготовляли частинки порошку крупністю 50…100 мкм та використовували плазмову установку типу УПУ. Товщина напиленого покриття складала 2…3 мм. Металеву сітку підбирали з нержавіючої сталі і NiCr з крупністю комірки 3 мм. Для фіксації сітки на поверхні металу використовували точкове мікрозварювання. Для дослідження коефіцієнтів теплопровідності шпінелі скористались приладом для вимірювання теплопровідності ИТ-λ-400. Вимірювання теплопровідності проводили в режимі монотонного нагрівання методом динамічного калориметра. Для дослідження теплопровідності використовували теплопровідну пасту до 400 ºС. Результати. Теплопровідність шпінелі типу Аl₂О₃ Сr₂О₃ зі збільшенням температури незначно зменшується, приблизно на 5…10 %, і складає для покриття без армування 3,5…3,21 Вт/м К, для армованого – 5,46…4,46 Вт/м К. На теплопровідність покриття впливає армування його сіткою, яке викликає підвищення теплопровідності в широкому інтервалі температур від 25 до 400 ºС. Наукова новизна. Результати дослідження теплозахисних покриттів, армованих металевою сіткою для шпінелі наведені вперше. Практична значимість. Для отримання покриттів шпінелі типу Аl₂О₃ Сr2О3, що володіють високою теплопровідністю і міцністю, можна рекомендувати армування металевою сіткою.

Біографії авторів

F. F. Vashkevych, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра матеріалознавства та обробки матеріалів, канд. техн. наук, доц.

A. Ya. Spilnyk, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра матеріалознавства та обробки матеріалів, канд. техн. наук, доц.

O. B. Zahorodnyi, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра матеріалознавства та обробки матеріалів, ст. викл.

V. I. Zhuravel, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра матеріалознавства та обробки матеріалів, ст. н. с.,

A. V. Liasoта, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра матеріалознавства та обробки матеріалів, провідн. фахівець

Посилання

Pavlov P.V. and Khokhlov A.F. Fizika tverdogo tela [Solid State Physics]. Moscow : Vysshaya shkola, 1985,

p.(un Russian).

. Lyalyakin V.P., Litovchenko N.N., Sablukov A.S., Denisov V.I. and Sokovtseva V.N. Fizicheskaya sushchnost' i usloviya stsepleniya chastits metallicheskogo poroshka s podlozhkoy pri gazotermicheskom napylenii [Physical nature and adhesion conditions of particles of a metal powder with a substrate during gas thermal spraying]. Tekhnologiya metallov [Metal technology]. 2006, no. 5, pp. 36−44. (in Russian).

Demidenko L.M. Vysokoogneupornyye kompozitsionnyye pokrytiya [High-refractory composite coatings]. Moscow : Metallurgy Publ., 1979, 245 р. (in Russian).

Borisov Yu.S., Kharlamov Yu.A., Sidorenko S.L. and Ardatovskaya Ye.N. Gazotermicheskiye pokrytiya iz poroshkovykh materialov. Spravochnik [Thermal coatings from powder materials Reference]. Kyiv : Naukova Dumka, 1987, 543 p. (in Russian).

Borisov Yu.S. and Borisova A.L. Plazmenno-poroshkovyye pokrytiya [Plasma powder coatings]. Kyiv : Technics, 1986, 223 p. (in Russian).

Bol'shakov V.I., Zaytsev A.V., Sukhomlin G.D. and Vashkevich F.F. Osobennosti primeneniya svetovoy i elektronnoy mikroskopii pri izuchenii strukturoob-razovaniya pokrytiy [Features of the use of light and electron microscopy in the study of the structure formation of coatings]. Metaloznavstvo ta termíchna obrobka metalív. [Metallurgy and metallurgy of metals]. 2007, no. 1, pp.7–12. (in Russian).

Yeliseyev Yu.S., Abramov N.V. and Krymov V.V. Khimiko-termicheskaya obrabotka i zashchitnyye pokrytiya v aviadvigatelestroyenii [Chemical heat treatment and protective coatings in the aircraft engine-building industry]. Moscow : Vyszha shkola, 1999, 256 p. (in Russian).