Arb é is aidhm leis an bhfeiniméan a bhaineann le sciath bacainn teirmeach feannadh lanna tuirbíní oibre inneall le linn an rith tástála, fuair an staidéar seo amach bunchúis feannadh sciath le linn úsáid an táirge trí bhreathnóireacht mhacrascópach, scanadh anailís mhoirfeolaíochta micreascóp leictreon agus anailís micrea-chomhpháirt speictrim fuinnimh, le chéile. le torthaí imscrúdaithe an phróisis phróiseas iomláin, agus moltaí a chur ar aghaidh maidir le feabhas a chur ar theicneolaíocht phróiseála na gcodanna ina dhiaidh sin.
Baineadh úsáid go forleathan as sciath bacainn teirmeach um thaisceadh gaile fisiciúil le léas leictreoin (EB-PVD) i lanna aera-innill, agus tá sé anois ina eochairtheicneolaíocht fíor-riachtanach le haghaidh lanna aera-innill. Is teicneolaíocht í teicneolaíocht EB-PVD a úsáideann beam leictreoin dlús ardfhuinnimh chun an t-ábhar a théamh a ghalú isteach i breogán uisce-fuaraithe i dtimpeallacht bhfolús, ionas go sroicheann sé staid gásúcháin leáite, agus go n-evaporates chuig an tsubstráit faoin ngníomh. de réimse maighnéadach sraonach chun comhdhlúthú isteach i sciath. Tá go leor cineálacha struchtúir sciath bacainn teirmeach EB-PVD, lena n-áirítear struchtúr ciseal dúbailte, struchtúr grádán agus struchtúr ilchiseal, arb é an sciath bacainn teirmeach ciseal dúbailte an ceann is mó a úsáidtear go forleathan. Tá an sciath bacainn teirmeach ciseal dúbailte comhdhéanta de chiseal barr ceirmeach agus ciseal nascáil miotail. Imríonn an ciseal ceirmeach ról inslithe teasa den chuid is mó, agus is é an ciseal nascáil miotail go príomha an ról atá ag an neamhréir leathnú teirmeach idir an maitrís agus an ciseal ceirmeach a mhaolú, agus feabhas a chur ar fhriotaíocht na maitrís le creimeadh ocsaídiúcháin ardteocht. Sa timpeallacht oibre iarbhír, beidh an comhéadan idir an ciseal bannaí agus an ciseal ceirmeach mar chiseal ocsaíd, is é an príomh-chomhpháirt -Al2O3, rud a chuireann cosc ar idirleathadh breise na n-eilimintí O isteach sa sciath. Is é an príomhdhúshlán atá roimh chur i bhfeidhm bratuithe bacainn teirmeach ná marthanacht an sciath, go háirithe an friotaíocht sciath a spalling, a bhfuil tionchar ag go leor fachtóirí, mar shampla an staid strus sa chiseal ceirmeach, microstructure an ciseal bannaí, an tiús. agus staid strus na ciseal TGO, agus friotaíocht briste na gcomhéadan éagsúla idir an ciseal bannaí agus TGO. Faoi láthair, aithnítear gurb é ocsaídiú na ciseal bannaí an príomhfhachtóir chun saol na sciath bacainn teirmeach a chinneadh.
1. Próiseas tástála agus torthaí
1.1 Breathnú macrascópach ar mhoirfeolaíocht scoilte an bhrataithe
9 h tar éis an tástála innill, fuarthas amach go raibh an sciath ar dhromchla an lann oibre spalling, agus sháraigh an limistéar spalling na ceanglais chaighdeánacha. Léirítear a mhoirfeolaíocht macra i bhFíor 1.
1.2 Anailís chomparáideach ar bhratú roimh úsáid agus tar éis é a úsáid
D'fhonn anailís bhreise a dhéanamh ar na cúiseanna a bhaineann le feannadh sciath duille, rinneadh comparáid idir na duilleoga seirbhíse le duilleoga nua an bhaisc chéanna, agus rinneadh comparáid agus anailís ar na comhpháirteanna sciath agus microstructure leideanna an lann agus lárchodanna gach duille de réir na duille. seasaimh a thaispeántar i bhFíor 2.
1) Comparáid a dhéanamh ar mhoirfeolaíocht macra duille. Rinneadh comparáid agus breathnaíodh an lann seirbhíse agus an lann nua, agus léiríodh an mhoirfeolaíocht i bhFíor 3. Tá feannadh sciath an lann seirbhíse dírithe go príomha ar imeall inlet agus imeall sceite an lann in aice le barr an lann.
2) Anailís ar chomhdhéanamh ceimiceach. Tógadh samplaí ó bharr an lann agus lár an chomhlachta lann, agus ullmhaíodh samplaí miotalagrafaíochta tar éis mósáic te. De réir na gcodanna braite a thaispeántar i bhFíor 2, rinneadh anailís ar na comhpháirteanna sciath ar gach cuid den lann de réir speictream fuinnimh. Léirigh na torthaí go raibh ábhar an phríomhghné i gciseal bun na duilleoga scafa go bunúsach mar an gcéanna leis an mbaisc chéanna de duilleoga neamhshuiteáilte, ach ní raibh aon difríocht soiléir ann maidir le hábhar an phríomhghné sa chiseal dromchla.
3) Anailís mhoirfeolaíocht sciath. Breathnaíodh samplaí metallographic trí mhicreascópacht leictreon a scanadh, agus léiríodh na torthaí i bhFíor 4. Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr go bhfuil ciseal bun an lann ina bhfuil an sciath scafa slán, agus tá roinnt fíocháin ciseal dromchla fós ar an mbun. ciseal. Tá an sciath briste ó fhréamh an chriostail columnar ciseal dromchla, agus tá thart ar 1 μm ciseal TGO idir an ciseal dromchla agus an ciseal bun. Ina theannta sin, rinneadh anailís ar an struchtúr sciath iomlán ag suíomhanna éagsúla den lann, agus breathnaíodh an mhoirfeolaíocht mhicreascópach ón imeall inlet go dtí an imeall sceite sa chuid lár den lann. Ag imeall inlet lár an lann, tá criostail sorcóireach an chiseal dromchla tar éis an fhréamh a bhriseadh, rud a léiríonn go dtosaíonn an sciath ag craiceann ag barr an lann, agus go leathnaíonn an briste go lár an lann. . Ar an láimh eile, tá na struchtúir criostail columnar ciseal dromchla ar chúl na duille agus an imeall sceite cnuasaithe le chéile, ní i ndáileadh cleite, níl an spásáil idir criostail columnar soiléir, agus tá fréamh an chriostail columnar níos scaoilte ná an leid.
Rinneadh scanadh micreascópachta leictreon ar shuímh éagsúla lanna neamhshuiteáilte den bhaisc chéanna, agus léiríodh na torthaí i bhFíor 5. Mar atá le feiceáil ó Fíor 5, tá struchtúr brataithe na duilleoga nua-dhéanta mar an gcéanna le struchtúr na duilleoga scafa. . Déantar foirceann uachtair an chriostail columnar a dháileadh go dlúth, agus déantar an struchtúr ciseal dromchla a fhoirmiú trí shraitheanna cruachta. Tá ciseal soiléir TGO idir an ciseal dromchla agus an ciseal bun, agus tá an tiús thart ar 1μm. Léiríonn an ciseal TGO a bheith ann idir an ciseal nascáil agus an ciseal ceirmeach ar an lann go bhfuil méid áirithe O san fhoirnéis le linn an ciseal ceirmeach a thaisceadh, rud a chuireann bunú ciseal TGO chun cinn, agus an méid bhfolús de. ní fhéadfaidh an foirnéis na ceanglais chaighdeánacha a chomhlíonadh, ionas go mbeidh an ciseal TGO déanta ar dtús ag acomhal na ciseal bun agus an ciseal dromchla. Ag an am céanna, tá an scoilteadh ceirmeach dromchla feadh an chriostail columnar ann freisin ag barr an lann.
Is é seo a leanas próiseas sciath bacainn teirmeach lann: réamhchóireáil dromchla lann → bonn taisce plating ian il-stua → idirleathadh bhfolús → glanadh ultrasonaic → ciseal dromchla sil-leagan bíoma leictreon i bhfolús. Le linn a phróiseála, déantar an ciseal nascáil miotail agus an ciseal ceirmeach a thaisceadh faoi fholús, mar sin níor chóir ciseal TGO thart ar 1 μm tiubh a tháirgeadh idir an ciseal nascáil agus an ciseal ceirmeach. Níl an ciseal TGO le haghaidh braite fíocháin sa phróiseas ullmhúcháin sciath bacainn teirmeach atá ann cheana féin, agus mar sin ní mór tionchar na ciseal TGO a ghintear sa phróiseas ullmhúcháin ar fheidhmíocht agus ar shaol seirbhíse na sciath bacainn teirmeach a léiriú go mion, mar sin tá sé. ní gá dul isteach i sonraí anseo. Mar sin féin, mura gcomhlíonann an chéim fholús sa foirnéise na ceanglais, féadfaidh struchtúr agus airíonna an dromchla ceirmeach difear a dhéanamh ar shaol seirbhíse na sciath bacainn teirmeach, atá fíoraithe ag turgnaimh sa staidéar seo.
1.3 Tástáil microhardness
Rinneadh tástáil ar chruas dromchla ceirmeach an dá chineál lanna faoi seach, agus léirítear na torthaí i dTábla 1. Is féidir a fheiceáil nach bhfuil aon difríocht shuntasach i luach cruas dromchla ceirmeach an lann feannadh brataithe agus go bhfuil den lann neamhshuiteáilte sa bhaisc chéanna, rud a léiríonn nach n-athraíonn luach cruas an lann sa bhaisc chéanna go mór roimh agus tar éis é a úsáid.
1.4 Tástáil fíoraithe
Déantar ciseal ceirmeach an sciath bacainn teirmeach faoi phróiseas taiscí fisiceach an bhíoma leictreon. Déantar ZrO2 a théamh i bhfolús foirnéise go dtí go galú as an tinne, agus ansin a thaisceadh go mall ar dhromchla an lann. Cinntítear cruth agus tiús an fháis ciseal ceirmeach trí pharaiméadair a rialú ar nós reatha, céim fholús agus am taisce sa foirnéis bhfolús. Tar éis athbhreithniú a dhéanamh ar an bpróiseas, aimsítear go bhfuil taifid ann maidir le sreang gunna nó ola caidéil mheicniúla a athsholáthar i bhfoirnéis bhfolús, rud a chuirfidh isteach go díreach ar chéim fholús na foirnéise bhfolús, agus ansin tionchar a imirt ar fhás criostail columnar sciath ceirmeach. D'fhonn a fhíorú an bhfuil éifeacht ag céim an fholús ar mhoirfeolaíocht agus ar airíonna criostail sorcóireach na ciseal ceirmeach, déantar tástálacha sil-leaganacha de shraitheanna ceirmeacha éagsúla ag baint úsáide as na paraiméadair phróisis i dTábla 2.
Breathnaíodh an sciath duille le micreascóp leictreon faoi dhá choinníoll. Léiríonn na torthaí go bhfuil cuma cleite nó cruithneachta ar na criostail columnar ceirmeacha faoin am céanna voltas, reatha agus sil-leagan, nuair is é 5 × 10−4 Torr an chéim fholús san fhoirnéis, agus níl aon chiseal TGO idir an ciseal nasctha. agus an ciseal ceirmeach (FIG. 6a). Nuair a bhí an chéim fholús 5 × 10-3 Torr, bhí na criostail columnar den sciath ceirmeach garbh agus níor léirigh siad cruth cleite nó spike-mhaith. Bhí microstructure fhréamh na criostail columnar sách scaoilte i gcomparáid leis an deireadh, agus bhí an microstructure cosúil le ceann na duilleoga neamhshuiteáilte, agus bhí ciseal TGO idir an ciseal nascáil agus an ciseal ceirmeach (FIG. 6b) . . Ag an am céanna, rinneadh tástáil ar chruas an sciath ceirmeach faoin dá chéim bhfolús, agus léirigh na torthaí go raibh cruas na sraithe ceirmeacha níos airde faoi chéim fholús 5 × 10−4 Torr, agus cruas na ciseal ceirmeach. a thaisceadh faoin bhfolúschéim 5×10-3 Torr níos ísle (Tábla 3).
2. Conclúid
1) Tá ciseal ceirmeach an lann lochtach briste ó fhréamh na ciseal dromchla, agus tá struchtúr fhréamh an chriostail columnar scaoilte, agus déantar an chuid lár agus uachtarach den chriostail columnar a bhraisliú agus a dháileadh i sraitheanna. Tá an luach cruas níos ísle ná an gnáthchiseal ceirmeach, agus tá an struchtúr difriúil go mór ó ghnáthchriostail colún brataithe ceirmeacha.
2) Tá tionchar díreach ag céim folúis ar mhoirfeolaíocht fáis sciath ceirmeach. Nuair a chomhlíonann an chéim bhfolús na ceanglais chaighdeánacha, fásann na criostail columnar cosúil le cleití nó cluasa. Nuair a bhíonn an chéim bhfolús níos ísle ná na ceanglais chaighdeánacha, tá fréamh an chriostail columnar scaoilte, tá an chuid lár agus uachtarach den chriostail columnar dlúth, agus tá ciseal soiléir TGO idir an ciseal nascáil agus an ciseal ceirmeach.
3) Is é an teip ar an ciseal ceirmeach den lann lochtach chun freastal ar na riachtanais úsáide ba chúis leis an riocht neamhghnácha an trealaimh taiscí fisiciúil, a eascraíonn i nach bhfuil an eagraíocht ciseal ceirmeach taiscthe freastal ar na ceanglais chaighdeánacha.
