Lämpösuojapinnoitteet ja niiden kehitys 2000-luvulla

Abstract

Työssä esitetään käytössä olevien lämpösuojapinnoitteiden, kuten yttria stabiloidun zirkonin, toimintaperiaate ja käyttökohteita, sekä perehdytään niiden antamiin käytännön hyötyihin eri käytännön sovelluksissa, ja ongelmiin, joita tutkijat yrittävät ratkoa. Lämpösuojapinnoitteiden tulee kestää äärimäistä kulutusta korkeassa lämpötilassa ja jopa yhden Machin virtausnopeuksissa. Lisäksi esitellään yleisimmin käytössä olevat pinnoitteen levitystavat, kuten plasmaruiskutus ja kemiallinen höyrystys, ja näiden menetelmien muodostamien pinnanlaatujen ominaisuudet.

Työn toinen puolisko perehtyy lämpösuojapinnoitteiden uusien materiaalien, kuten pienen lämmönjohtokyvyn omaavien alkuaineoksidien ja keraamisten seosten tutkintaan, sekä uusien tehokkaampien pinnoitusmenetelmien kehittämiseen ja niiden avulla saatavien pinnanlaatujen hyötyihin. Näiden menetelmien avulla pinnanlaadun muokkaaminen halutuksi toivottujen ominaisuuksien kannalta on helppoa prosessin säädettävyyden ansiosta. Uudet menetelmät vähentävät myöskin prosessiin kuluvaa aikaa ja resursseja niiden ollessa tehokkaampia ja helpompikäyttöisempiä. Uusien materiaalien ja pinnoitusmenetelmien löytäminen on helpoin tapa nostaa monien laitteiden hyötysuhdetta, sillä metalliseokset ovat saavuttaneet kestävyytensä rajat. Erityisesti pinnoitteiden tulisi kestää jo ongelmaksi muodostunut sulakertymien aiheuttama pinnan rikkoutuminen, jossa ilman epäpuhtaudet, kuten hiekkapöly, sulavat pinnoitteen läpi heikentäen sen ominaisuuksia, unohtamatta tietenkään jo nykyisin olemassa olevia kuluttavia ominaisuuksia