Çok-katmanlı Mo1 molibden plakalı ısı kalkanlarının temel tasarım parametreleri, bunların yüksek-sıcaklık yalıtım performansını nasıl etkiler?

Isı mühendisliği ve malzeme uygulaması açısından bakıldığında, çok-katmanın yalıtım performansıMo1 molibden plakasıIsı kalkanları malzeme özelliklerine, yapısal parametrelere ve proses standartlarına göre belirlenir. Temel etkileme mekanizması aşağıdaki temel ayrıntılara ayrılabilir:

Mo1 molibden plakaları, yüksek sıcaklık arızasına yol açabilecek düşük-erime noktalı aşamalar oluşturan yabancı maddeleri önlemek için, GB/T 38756-2020 standardında %99,95'e eşit veya daha büyük, oksijen içeriği %0,015'ten az veya eşit ve nitrojen içeriği %0,005'ten az veya eşit olan saflık gereksinimini karşılamalıdır. Ra 0,8μm'den düşük veya ona eşit bir yüzey pürüzlülüğü ile parlatma işlemi, termal radyasyon yansıtıcılığını sıradan pürüzlü yüzeylerin %85'inden %92'nin üzerine çıkarabilir ve radyatif ısı kaybını azaltabilir. 1600 derecede, saf molibdenin yarı küresel emisyonu 0,15-0,20'de stabildir ve ısı yansıması için bir temel sağlar.

Sektörün ana akımı, plaka kalınlığının 0,15-0,3 mm arasında sıkı bir şekilde kontrol edildiği "3-8 katman molibden plakadan + 2-7 boşluk katmanından" oluşan bir kompozit yapıyı benimser: Çok ince bir katman, termal stres nedeniyle deformasyona yatkındır, çok kalın bir katman ise ısı iletim yolunu artırır. Katmanlar arası boşluk 5-8 mm'ye ayarlanmıştır. Vakum ortamında bu, gazın termal taşınımını ortadan kaldırarak termal iletkenliği 0,02-0,05W/(m·K)'ye düşürür. İnert gaz (argon/nitrojen) atmosferinde, gazın termal iletkenliğini ve radyasyon bariyeri etkisini dengelemek için boşluğun 8-10 mm'ye çıkarılması gerekir.

1800 derecelik nominal çalışma koşulları altında, 5- katmanlı Mo1 molibden plakalı ısı kalkanı, fırın kabuğu yüzey sıcaklığı 80 dereceye eşit veya daha az olacak şekilde, fırın iç kısmı ile fırın kabuğu arasında 1700 derecenin üzerinde bir sıcaklık farkına ulaşabilir. Termal alan gradyan kontrolünün doğruluğu, yansıtıcı yüzeyin eğiminin neden olduğu ısı radyasyonu sızıntısını önleyen katmanlar arası paralellik hatasının 0,2 mm/m'den az veya ona eşit olmasına bağlıdır. Tasarımı molibden-renyum alaşımlı iskeleyle eşleştirerek, iki malzemenin termal genleşme katsayılarındaki küçük farktan (Mo1: 5,8×10⁻⁶/ derece, Mo-Re alaşımı: 6,2×10⁻⁶/ derece) yüksek sıcaklıklardaki yapısal gerilimi dengelemek ve katmanlar arası bağlanma arızasını önlemek için yararlanılır.