ارزیابی خواص گرمایی کامپوزیت های مقاوم به دمای زیاد در شرایط شار گرمایی مختلف

برای حفاظت از سازه ها در شرایط شوک های گرمایی ناگهانی، استفاده از عایق های گرمایی غیرفعال، به ویژه کامپوزیت های فداشونده زغال گذار نسبت به سایر روش های حفاظت گرمایی موثرتر و به صرفه تر است. افزون بر مدون نبودن دانش طراحی عایق گرمایی با ضخامت بهینه در شرایط واقعی، مهم ترین محدودیت های گزارش شده درباره این عایق های فداشونده سرعت به نسبت زیاد خوردگی ناشی از جریان گاز داغ و کم بودن مقاومت مکانیکی زغال تشکیل شده حاصل از فرایند فداشدن است. در این پژوهش، کامپوزیت سرامیکی سیالون (SiAlON) تقویت شده با الیاف کربن به عنوان نمونه ای از سپرهای گرمایی مقاوم به دمای زیاد با هدف غلبه بر محدودیت های مزبور ارائه شده است. ارزیابی کارایی حفاظت گرمایی این سامانه کامپوزیتی با تعیین کمی سرعت فداشوندگی و نفوذ گرمایی موثر در شرایط شارهای گرمایی مختلف اعمال شده به کمک آزمون شعله اکسی استیلن و مدل سازی فرایند فداشدن انجام شد. طبق نتایج این پژوهش، کامپوزیت مزبور به عنوان سپر گرمایی فداشونده دما زیاد و کارآمد پیشنهاد شده است. زیرا نسبت به کامپوزیت های مشابه در شرایط یکسان آزمون های فداشوندگی، کامپوزیت سرامیکی سیالون تقویت شده با الیاف کربن کارایی بیشتری نشان می دهد. در شارهای گرمایی 8500 و kW/m2 5000 سرعت خوردگی (فداشوندگی) کامپوزیت مدنظر به ترتیب برابر با 0/075 و mm/s 0/026 است. همچنین کامپوزیت مزبور در شار گرمایی kW/m2 2500 و در زمان اعمال شار کمتر از 25 ثانیه مقاومت در برابر شوک گرمایی خوبی نشان می دهد. به طوری که بیشترین مقدار کاهش استحکام خمشی در این شرایط %23/4 است.