پوشش PEO ، پوششی برای کاربردهای سد حرارتی

پوشش ­های سد حرارتی یا thermal barrier، پوشش­ هایی پر کاربرد برای اعمال روی فلزات سبک خصوصا آلومنیوم هستند که با هدف جلوگیری از داغ شدن قطعات و یا ایجاد عایق حرارتی به کار برده می ­شوند. از چالش های عمده ایجاد سد حرارتی با پوشش، ایجاد پوششی بدون ترک، چسبنده، یکنواخت و با ضخامت مناسب است تا سطح را به خوبی از گرما و حرارت محافظت کند. پوشش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی یا PEO به علت ایجاد یک لایه سرامیکی یکنواخت و چسبنده روی سطح و همچینین قابلیت کنترل خواص، قابلیت اعمال روی قطعات به منظور ایجاد سد حرارتی را دارد. در ادامه به بررسی جزئیات این پوشش پرداخته می­شود.

کاربرد پوشش های عایق حرارتی

این پوشش ­ها با هدف کاهش مصرف انرژی و کارآمدی قطعه، افزایش عمر قطعه و جلوگیری از خزش بیشتر استفاده می­ شوند. از کاربردهای رایج این پوشش­ ها می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

• محفظه احتراق داخلی موتور اتوموبیل
• توربین­ های گازی
• سیستم­ های تبدیل انرژی در صنایع نیرو
• محفظه احتراق در هوافضا
• سطوح خارجی دریچه ها و پیستون ها

هدایت حرارتی

هدایت حرارتی بر اساس، اختلاف دما در دو سر قطعه قابل محاسبه است. به این سبب که آلومنیوم دارای هدایت حرارتی بالاست، پوشش­های نازک به طور موثری قادر به عایق کردن این پوشش از لحاظ گرمایی نیست. در پژوهش­ها، به بررسی پوشش PEO با ضخامت بهینه و با تخلخل­های مناسب پرداخته شده است. پوشش­های متخلخل با ضخامت مناسب به هدایت حرارتی کمتر در حدود 0.5 W/m.K منجر می­گردد. این پدیده به سبب اثر ایجاد هوا و گپ­های تماسی بین قسمت­های مختلف قطعه رخ می­دهد. مقدار هدایت حرارتی این پوشش با روش­های رایج نظیر اسپری پلاسمای مولایت، قابل مقایسه است.

لیکن از مهمترین مزایای این روش نسبت به اسپری پلاسما، PVD و CVD، استحکام چسبندگی بالای این روش و سهولت اعمال پوشش، قابلیت پوشش­ دهی قطعات پیچیده و نسبتا ارزان­ تر بودن روش  است. لازم به ذکر است که برای افزایش بیشتر خاصیت عایق حرارتی این پوشش می­توان از کامپوزیت آن با پوشش ­های عایق دیگر به صورت پوشش هیبریدی بهره یافت.