Προηγμένα τεχνικά υλικά για εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες.

Abstract

Στον αιώνα που διανύουμε συντελείται μία συνεχόμενη τεχνολογική ανάπτυξη σε όλους τους τομείς της επιστήμης, γεγονός που αυξάνει τις απαιτήσεις για την έρευνα των επιστημόνων και την εύρεση καινοτόμων ιδεών για την περαιτέρω τεχνολογική ανάπτυξη. Ένας τομέας που θα αναλυθεί στην παρούσα διπλωματική είναι η χρήση προηγμένων τεχνικών υλικών για εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες που αντιστοιχεί σε μία μεγάλη γκάμα μηχανών κυρίως στον μηχανολογικό κλάδο και συγκεκριμένα σε τομείς όπως 1) Οι μηχανές εσωτερικής καύσης 2) Οι μηχανουργικές μορφοποιήσεις 3) Η Θέρμανση, ψύξη και κλιματισμός οικοδομών κλπ

Κατά την λειτουργία αυτών των μηχανών αναπτύσσονται υψηλές θερμοκρασίες που δημιουργούν διάφορα ανεπιθύμητα φαινόμενα για τα τοιχώματα των μηχανών. Σκοπός της διπλωματικής είναι να αναφερθούν κάποια από αυτά τα ανεπιθύμητα φαινόμενα (ερπυσμός, κρούσεις μορίων στα τοιχώματα και φθορά, φθορά κ.α.). Ο ερπυσμός είναι μία από τις πιο σημαντικές συνέπειες που έχει η λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς είναι το φαινόμενο παραμόρφωσης των υλικών, όταν αυτά δέχονται τάσεις παραμόρφωσης χαμηλότερες από την αντοχή παραμόρφωσης των υλικών. Αυτό συμβαίνει όταν τα υλικά βρίσκονται στην περιοχή υψηλών θερμοκρασιών. Πιο συγκεκριμένα θα αναφερθούν τα προβλήματα που δημιουργούνται από τον ερπυσμό σε εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας στο επόμενο κεφάλαιο. Στην συνέχεια θα γίνει η παρουσίαση των ιδιοτήτων διαφόρων υλικών που έχουν τις προδιαγραφές για να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες και θα αναφερθούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του καθενός. Συγκεκριμένα θα μελετηθούν τα κεραμικά υλικά, τα μεταλλικά υλικά, τα σύνθετα υλικά, καθώς και κάποια υλικά που χρησιμοποιούνται σε μηχανολογικές εφαρμογές ( Τόρνος, Μηχανές εσωτερικής καύσης, Άτρακτοι κ.α.), καθώς και σε Ηλεκτρονικές εφαρμογές ( μικροτσίπ, Επεξεργαστές Ηλεκτρονικών Υπολογιστών, Κιβώτια που έχουν υψηλές Αντιστάσεις κ.α.)

In this bachelor’s thesis, we discuss about the behavior of various materials during theιr operation at high temperatures. Specifically we study the materials that show resistant to such functions and have prospective improvements for future applications in engineering. Such materials are ceramics, metal materials, composites and various allied elements that are created to make components more resistant to applications. The description and the negative effects that one of the most difficult phenomena that occur when the thermal and mechanical stresses are too great can be described. In particular, the phenomenon of creep and the way the mechanisms of the materials work to deal with it are analyzed in detail. Finally after we analyze and we present the ways of strengthening the materials, we present some application of materials that are used in mechanical application (Internal Combustion Engines, Aeronautics and Aerospace) and in electrical and electronic applications (microchips, mechanical microelements, and electric cables).