Schéma de préparation au polissage pour les échantillons de revêtement céramique à base de niobium- Trojan (Suzhou) material technology Co., Ltd.

Schéma de préparation au polissage pour les échantillons de revêtement céramique à base de niobium

27-11-2025

La préparation de revêtements céramiques résistants à l'oxydation à haute température sur des substrats en niobium et en alliage de niobium est une technologie de surface clé pour étendre leur excellente résistance à haute température pour les applications dans des environnements contenant de l'oxygène. Les principaux défis dans ce domaine résident dans la résolution de l'énorme contrainte thermique provoquée par l'inadéquation des coefficients de dilatation thermique entre les métaux et les céramiques, ainsi que dans la garantie d'une compatibilité chimique interfaciale afin d'éviter la fissuration et la spallation du revêtement pendant le cycle thermique.

Pour obtenir une protection fiable, un système de gradient conçu avec précision « substrat en niobium – couche de transition fonctionnelle – couche supérieure en céramique » doit être adopté. La technologie clé implique la formation in situ d'une couche intermédiaire continue de siliciure (par exemple, NbSi₂) sur le substrat grâce à des processus tels que la siliciuration. Cette couche intermédiaire forme non seulement une forte liaison métallurgique avec le substrat, mais présente également un coefficient de dilatation thermique intermédiaire entre les deux matériaux, soulageant efficacement les contraintes thermiques tout en agissant comme une barrière de diffusion pour inhiber la pénétration de l'oxygène. Au-dessus de cette couche intermédiaire optimisée, des céramiques fonctionnelles à faible diffusivité d'oxygène et à excellente stabilité thermique (telles que la mullite) sont déposées comme barrière finale. Ce système de protection synergique complet a permis d'utiliser avec succès des composants en alliage de niobium dans des domaines de pointe soumis à des températures extrêmement élevées et à des chocs thermiques, notamment les tuyères de moteurs de fusée et les aubes avancées de turbines à gaz.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de schéma de préparation pour cette application. Le principal défi réside dans le polissage des revêtements céramiques sujets aux fissures et à l’écaillage :

1️⃣ Meulage grossier : papier de verre en carbure de silicium P2500 avec cire à basse température appliquée sur la surface ;

2️⃣ Meulage fin : papier de verre en carbure de silicium P4000 avec cire à basse température appliquée sur la surface ;

3️⃣ Polissage grossier : Chiffon de polissage ET-JP Oxyde d'aluminium 3 μm ;

4️⃣ Polissage fin : chiffon de polissage ZN-JP silice 50 nm.

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