陶瓷和金属高温材料提供一个基本的研究领域在能源技术和机动性。亚博网站下载通常,飞机或核电站涡轮机的整体效率依赖于他们的表现。
有必要的材料承受高机械和高温腐蚀加载超过1000亚博网站下载°C。与此同时,它必须确保密度不太高,特别是涡轮建设期间,作为装运的材料是依赖自己的旋转质量的部分。ZwickRoell推出了许多测试系统材料测试亚博网站下载高达2000°C。
成功转换的能量不仅需要更加重视再生能源,但它也是至关重要的优化传统发电厂通过配备最新的技术以及实现汽车技术的新能源政策。
的能量转换系统,涉及单周期操作(例如,内燃机和气体或蒸汽轮机电厂)和多循环系统(例如,蒸汽轮机和燃气轮机联合发电厂),更高的热能效率低,因此有限公司2排放可以实现只有通过增加压力和温度的过程。这也适用于飞机涡轮机。
技术实现,有必要进一步发展现有的陶瓷和金属材料的能力,如燃烧室、压缩机、锅炉、涡轮机,在连续的基础上。亚博网站下载金属材料越来越多地亚博网站下载进行腐蚀加载温度升高时由于环境中使用它们。
因此,它是至关重要的,以保护材料腐蚀。亚博网站下载保护他们的一个方法是通过材料本身形成钝化层。在更高的温度范围,铬的氧化物(Cr2O3,大约900°C)、铝(Al2O3,大约1500°C),和硅(SiO2,大约1800°C)是适合用作防护涂料。
为了确保材料开发、优化,关键是要有深入了解的微观结构之间的相关性,化学复合,机械性能/长期稳定。一方面,它是必要的,以确定可靠的实际载荷作用下材料特征(例如,蠕变,拉伸载荷,疲劳,和断裂力学行为application-relevant环境条件和形变场疲劳),以保证最佳的利用率,因此经济使用这些高性能材料,这通常是昂贵的。亚博网站下载
另一方面,必须注意准备耐久性预测模型复杂载荷作用下防止扩大,同时意识到最好的可靠性在长期操作。
不仅改善了基础材料还热障涂层和金属氧化物保护膜亚博网站下载结合适当的冷却方法可以在很大程度上有助于提高过程的温度。当开发新材料,它是亚博网站下载至关重要的,以确保编译结果不仅技术上可行,也有利下长期可靠和经济运行。
高温测试的决心和材料属性
高温测试(例如,弯曲和拉伸测试)是用来确定耐热性、热弹性行为,re-crystallization温度的材料。亚博网站下载习惯上设置高温单元(2000°C)直接材料试验机。亚博网站下载这样的安排使拉力测试在室温进行ISO 6892 - 1和ASTM E8在ISO 6892 - 2或更高的温度ASTM E21。
在执行测试在室温下,组件(如高温伸长计和高温炉(1 -或3-zone炉)只是扭测试区域。使用集中/铰链炉允许插入和退出使用的拉棒很容易通过容易改变主意的系统。这些ZwickRoell解决方案特性最优协调炉包括温度控制器,正确的标本掌握拉伸和弯曲试验,以及适当的伸长计。
与激光Xtens (1800°C)videoXtens视频伸长计(1200°C)基于激光散斑的原理、ZwickRoell提供了两种非接触式测量解决方案适合高温拉伸试验。特别是当这些系统有明显的优势用于敏感的标本和高温空气和在真空中。
一般来说,测试的持续时间是预先确定的组合的持有时间和温度标准中规定的公差,炉中的卷,以及加热和冷却时间。系统与六炉可以减少标本吞吐量时间。
形变场疲劳(TMF)
除了在长期运行的可靠性,有必要对飞机和核电站涡轮机表现出足够的抵抗起停过程和短期负荷的变化。形变场疲劳(TMF)是机械负载的模拟材料的热膨胀。涡轮机开始操作的时候,有一个增加的所有组件的温度从室温到操作温度,伴随着材料的扩张。
扩张导致应力在材料的形成,必须准确地决心避免组件损坏。对于复合组件,如与陶瓷热障涂层涡轮叶片,陶瓷和金属组件之间的热失配导致另一个加载组件,设计时应该考虑。此外,氧化胶涂层操作期间对疲劳寿命产生影响。
在形变场疲劳试验,一个标本是周期性加热;材料试验机的机械应变叠加在相同或反相。亚博网站下载执行TMF测试,感应加热系统通常是用作展示他们有能力控制和快速加热和冷却阶段。
蠕变行为的决心
除了static-mechanical属性,时间变形、失败和伤害行为是高度耐高温材料的发展的关键。亚博网站下载除了温度和机械负荷,周围的环境也将使用的材料在实际应用中发挥作用,由于可能叠加机械损伤和腐蚀。亚博网站下载因此,应力松弛进行测试和蠕变测试不仅在空气中,而且在模拟操作环境。
配备了videoXtens非接触式伸长计,Kappa 50 SS-CF蠕变试验机最适合于这些测试方法。除了前面提到的测试方法,蠕变疲劳测试和测试分析的眼泪增长和慢应变速率试验(SSRTs)也可以进行温度的1100°C。很正常的一个测试采取甚至超过10000小时,在作出任何有效的结论之前相关的长期行为。
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