Hoe beïnvloeden de kernontwerpparameters van meer-laagse hitteschilden van Mo1-molybdeenplaten hun isolatieprestaties bij hoge- temperaturen?

Vanuit het perspectief van thermische techniek en materiaaltoepassing zijn de isolatieprestaties van meer-lagenMo1 molybdeenplaathitteschilden worden bepaald door materiaaleigenschappen, structurele parameters en procesnormen. Het kernbeïnvloedingsmechanisme kan worden opgesplitst in de volgende belangrijke details:

Mo1-molybdeenplaten moeten voldoen aan de zuiverheidseis van groter dan of gelijk aan 99,95% in de GB/T 38756-2020-norm, met een zuurstofgehalte van minder dan of gelijk aan 0,015% en een stikstofgehalte van minder dan of gelijk aan 0,005%, om te voorkomen dat onzuiverheden lage-smeltpunt- fasen vormen die kunnen leiden tot falen bij hoge temperaturen. Polijstbehandeling met een oppervlakteruwheid Ra van minder dan of gelijk aan 0,8 μm kan de thermische stralingsreflectiviteit verhogen van 85% van gewone ruwe oppervlakken tot meer dan 92%, waardoor het warmteverlies door straling wordt verminderd. Bij 1600 graden is de hemisferische emissiviteit van puur molybdeen stabiel op 0,15-0,20, wat een basis vormt voor warmtereflectie.

De mainstream industrie gebruikt een composietstructuur van "3-8 lagen molybdeenplaten + 2-7 lagen met gaten", waarbij de plaatdikte strikt wordt gecontroleerd tussen 0,15-0,3 mm: een te dunne laag is gevoelig voor vervorming als gevolg van thermische spanning, terwijl een te dikke laag het warmtegeleidingspad vergroot. De tussenlaagafstand is ingesteld op 5-8 mm. In een vacuümomgeving elimineert dit de thermische gasconvectie, waardoor de thermische geleidbaarheid wordt verlaagd tot 0,02-0,05 W/(m·K). In een atmosfeer van inert gas (argon/stikstof) moet de opening worden vergroot tot 8-10 mm om de thermische geleidbaarheid van het gas en het stralingsbarrière-effect in evenwicht te brengen.

Onder nominale bedrijfsomstandigheden van 1800 graden kan een hitteschild van Mo1-molybdeenplaten met 5- lagen een temperatuurverschil bereiken van meer dan 1700 graden tussen het interieur van de oven en de ovenschaal, waarbij de oppervlaktetemperatuur van de ovenschaal lager dan of gelijk is aan 80 graden. De nauwkeurigheid van de regeling van de thermische veldgradiënt hangt ervan af of de parallelliteitsfout tussen de lagen kleiner is dan of gelijk is aan 0,2 mm/m, waardoor lekkage van warmtestraling veroorzaakt door de kanteling van het reflecterende oppervlak wordt vermeden. Door het ontwerp af te stemmen op de molybdeen-reniumlegering, wordt het kleine verschil in de thermische uitzettingscoëfficiënten van de twee materialen (Mo1: 5,8×10⁻⁶/ graad, Mo-Re-legering: 6,2×10⁻⁶/ graad ) benut om de structurele spanning bij hoge temperaturen te compenseren en falen van de verbinding tussen de lagen te voorkomen.