ការអនុវត្តនៃសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច (Cmc) នៅក្នុងម៉ាស៊ីន Aero-Engine Blades

ចំណងជើង៖ ហេតុអ្វីបានជាម៉ាស៊ីន Jet ទទួលបានការកែទម្រង់សេរ៉ាមិច។

(កម្មវិធីនៃសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច (Cmc) នៅក្នុង Aero-Engine Blades)

ពាក្យគន្លឹះសំខាន់ៗ៖ Ceramic Matrix Composites (CMC), Aero-Engine Blades ។

1. តើ CMCs ជាអ្វី? .
Ceramic Matrix Composites ឬ CMCs គឺជាសម្ភារៈពិសេស។ ពួកវាមិនដូចប៉សឺឡែនធម្មតាដែលអ្នកដាក់ក្នុងចាននោះទេ។ ប៉សឺឡែនធម្មតាគឺរឹងប៉ុន្តែផុយស្រួយ។ ពួកវាខូចខាតយ៉ាងងាយស្រួលនៅក្រោមការថប់បារម្ភ។ CMCs គឺខុសគ្នា។ ពួកវាត្រូវបានផលិតដោយការដំឡើងសរសៃសេរ៉ាមិចរឹងនៅខាងក្នុងសម្ភារៈមូលដ្ឋានសេរ៉ាមិច។ គិត​ថា​វា​ដូច​ជា​ការ​ពង្រឹង​បេតុង​ដោយ​បន្ទះ​ដែក​។ សរសៃផ្តល់នូវកម្លាំងសម្ភារៈ។ ពួកគេបញ្ឈប់ការបំបែកពីការរីករាលដាលយ៉ាងងាយស្រួល។ ការ​រួម​បញ្ចូល​គ្នា​នេះ​បង្កើត​បាន​អ្វី​មួយ​នៃ​ប្រភេទ​មួយ​។ CMCs មានពន្លឺមិនគួរឱ្យជឿ។ ពួកវាស្រាលជាងដែកថែបដែលប្រើក្នុងម៉ាស៊ីនយន្តហោះសព្វថ្ងៃ។ ពួក​គេ​ក៏​រឹង​មាំ​ខ្លាំង​ដែរ។ ពួកគេអាចស៊ូទ្រាំនឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ណាស់។ ដែកធម្មតានឹងរលាយនៅកម្រិតសីតុណ្ហភាពទាំងនេះ។ CMCs នៅតែរឹងមាំ។ ពួកគេទប់ទល់នឹងការ corrosion និងប្រើប្រាស់បានយ៉ាងល្អមិនគួរឱ្យជឿ។ នេះធ្វើឱ្យពួកគេក្លាយជាបេក្ខជនដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ផ្នែកដ៏ល្អបំផុតនៅក្នុងម៉ាស៊ីនយន្តហោះ។

2. ហេតុអ្វីបានជាម៉ាស៊ីន Jet ត្រូវការ CMCs នៅលើ Blades ។
ម៉ាស៊ីន Jet ដំណើរការដោយស្រូបខ្យល់ បង្ហាប់វា លាយវាជាមួយឧស្ម័ន និងរលាយវា។ នេះបង្កើតការផ្ទុះដ៏ខ្លាំងក្លានៃឧស្ម័នក្តៅដែលសង្កត់យន្តហោះទៅមុខ។ សមាសធាតុក្តៅបំផុតគឺម៉ាស៊ីនភ្លើង។ នេះគឺជាកន្លែងដែលឧស្ម័នដែលឆេះបង្វិល blades ដើម្បីផ្តល់ថាមពលដល់ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់និងអ្នកដើរតាម។ អស់ជាច្រើនទស្សវត្សមកហើយ ដែលម៉ាស៊ីនភ្លើងទាំងនេះត្រូវបានផលិតចេញពីលោហធាតុដែកតែមួយគត់។ លោហៈទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថា superalloys ។ ពួកគេខ្លាំង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយពួកគេមានការរឹតបន្តឹង។ កាន់តែក្តៅម៉ាស៊ីនដំណើរការ ប្រសិទ្ធភាពកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ វាប្រើប្រាស់សាំងតិច។ វាបង្កើតដ្រាយបន្ថែមទៀត។ អ្នករចនាតែងតែចង់បានកម្រិតសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ superalloys រលាយ។ ទោះបីជាបណ្តាញត្រជាក់ពិសេសនៅខាងក្នុងពួកវាក៏ដោយ superalloys មានការលំបាកលើសពីចំណុចជាក់លាក់មួយ។ ការបន្ថែមភាពត្រជាក់កាន់តែច្រើនធ្វើឱ្យរបួសកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ នេះគឺជាបញ្ហាដ៏ធំ។ CMCs ផ្តល់ជម្រើស។ ពួកគេអាចគ្រប់គ្រងកម្រិតសីតុណ្ហភាពរាប់ពាន់ដឺក្រេក្តៅជាង superalloys ល្អបំផុត។ គិត​ពី​កាំបិត​ឈរ​នៅ​ក្នុង​កម្អែ។ នោះគឺជាប្រភេទនៃភាពធន់នឹងភាពកក់ក្តៅដែល CMCs ផ្តល់ជូន។ នេះបង្ហាញថាម៉ាស៊ីនអាចដំណើរការកាន់តែក្តៅ។ ម៉ាស៊ីនក្តៅមានប្រសិទ្ធភាពជាង។ ពួកគេដុតឥន្ធនៈតិចជាងច្រើន។ ពួកគេហោះហើរបន្ថែមទៀត។ ពួកវាក៏អាចបង្កើតការហូរទឹកតិចផងដែរ។ ការប្រើប្រាស់ស្លឹក CMC ស្រាលជាងមុន កាត់បន្ថយទម្ងន់ផងដែរ។ ទម្ងន់​តិច​ជាង​នេះ រឹត​តែ​ធ្វើ​ឱ្យ​ដំណើរការ​ស៊ីសាំង​កាន់​តែ​ប្រសើរ។ វាជាការឈ្នះពីរដង។

3. ពិតប្រាកដអំពីរបៀបដែល CMCs ត្រូវបានបង្កើតឡើង និងរាងសម្រាប់ Blades ។
ការបង្កើតកាំបិត CMC មានភាពស្មុគស្មាញ។ វា​មិន​ដូច​ជា​ការ​បោះ​ដែក​ទេ​។ បច្ចេកទេសទូទៅមួយត្រូវបានគេហៅថា Chemical Vapor Seepage (CVI) ។ ទីមួយ សរសៃដែលផលិតពីស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) ត្រូវបានត្បាញចូលទៅក្នុងវាយនភណ្ឌ។ ក្រណាត់នេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដូចជាកាំបិតចុងក្រោយ។ រូបរាងត្បាញនេះត្រូវបានគេហៅថា preform ។ preform ត្រូវបានដាក់នៅខាងក្នុងអង្គជំនុំជម្រះពិសេសមួយ។ បន្ទាប់មក ឧស្ម័ន​ក្តៅ​ដែលមាន​សារធាតុ​គីមី​ធ្វើ​ចលនា​ជុំវិញ​វា។ សារធាតុគីមីទាំងនេះមានប្រតិកម្ម។ ពួកវាផ្ទេរវត្ថុធាតុសេរ៉ាមិច ជាធម្មតាស៊ីលីកុនកាបោន នៅជុំវិញសរសៃ។ សេរ៉ាមិចនេះបំពេញចន្លោះ។ វាប្រមូលផ្តុំម៉ាទ្រីស។ នីតិវិធីគឺយឺត។ វាអាចចំណាយពេលច្រើនសប្តាហ៍។ វាទាមទារការគ្រប់គ្រងដោយស្មារតី។ វិធីសាស្រ្តបន្ថែមគឺការជ្រៀតចូលរលាយ (MI) ។ នៅទីនេះ ទម្រង់ជាតិសរសៃត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយផលិតផលផ្សេងៗពីដំបូង។ បន្ទាប់មក ដែកស៊ីលីកុនរាវត្រូវបានបូមចូលទៅក្នុងទម្រង់មុន។ ស៊ីលីកុនឆ្លើយតបជាមួយថ្នាំកូត។ វាបង្កើតម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច។ បន្ទាប់ពីម៉ាទ្រីសត្រូវបានសាងសង់ទម្រង់ blade ត្រូវការការបញ្ចប់។ ឧបករណ៍ Ruby តែមួយគត់ត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ពេជ្រពិបាកកាត់សេរ៉ាមិច។ កាំបិតត្រូវបានគ្របដណ្តប់។ ថ្នាំកូតពិសេសការពារផ្ទៃពីការខូចខាត។ ជាចុងក្រោយ blades ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងថាសដែកដោយប្រើវិធីសាស្រ្តតែមួយគត់។ ថាស​នេះ​កាន់​គ្រប់​បន្ទះ។ ការទទួលបានសិទ្ធិនេះគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។ វាត្រូវការដើម្បីគ្រប់គ្រងសម្ពាធធ្ងន់ធ្ងរ។

4. កន្លែងដែល CMCs កំពុងហោះហើរឥឡូវនេះ។
CMCs កំពុងផ្លាស់ប្តូរទីតាំងពីមន្ទីរពិសោធន៍ទៅកាន់ម៉ាស៊ីនយន្តហោះពិតប្រាកដ។ ពួកគេមិនទាន់អស់នៅឡើយ។ ប៉ុន្តែ​ពួក​គេ​កំពុង​មាន​ការ​រីក​ចម្រើន​គួរ​ឱ្យ​កត់​សម្គាល់។ តំបន់ល្អបំផុតគឺទួរប៊ីនខ្យល់សម្ពាធខ្ពស់។ នេះគឺជាតំបន់ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីចំហេះ។ សីតុណ្ហភាពនៅទីនេះគឺខ្លាំង។ ក្រុមហ៊ុនផលិតម៉ាស៊ីនឈានមុខគេដូចជា GE Air travel, Rolls-Royce និង Safran កំពុងប្រើប្រាស់ CMCs ខាងក្រោម។ ពួកគេកំពុងប្រើប្រាស់វាសម្រាប់ម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនខ្យល់ ហើយដូចគ្នានេះដែរសម្រាប់វ៉ានស័រត្រួតពិនិត្យក្បាលម៉ាស៊ីន។ វ៉ានីសទាំងនេះបញ្ជូនឧស្ម័នក្តៅទៅលើទួរប៊ីន។ ជាឧទាហរណ៍ ម៉ាស៊ីន LEAP ប្រើ CMC nozzle overview vanes ។ ម៉ាស៊ីននេះផ្តល់ថាមពលដល់យន្តហោះ Airbus A320neo និង Boeing 737 MAX ថ្មីៗជាច្រើន។ ម៉ាស៊ីន GE9X របស់ GE ដែលជាម៉ាស៊ីនយន្តហោះដ៏ធំបំផុតមិនធ្លាប់មានពីមុនមកត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់យន្តហោះ Boeing 777X ប្រើប្រាស់កាំបិត CMC នៅក្នុងទួរប៊ីនខ្យល់សម្ពាធខ្ពស់។ នេះគឺជាជំហានដ៏សំខាន់មួយ។ ការដាក់ដាវបង្វិលដែលសាងសង់ពី CMC ចូលទៅក្នុងសេវាកម្មគឺជាកិច្ចព្រមព្រៀងដ៏ធំមួយ។ វាបង្ហាញពីមុខងារនៃការច្នៃប្រឌិតក្រោមបញ្ហានៃការហោះហើរពិតប្រាកដ។ ការសិក្សាកំពុងកើតឡើងដដែលៗ។ គោលដៅគឺប្រើប្រាស់ CMCs នៅក្នុងផ្នែកជាច្រើនទៀត។ ស្រទាប់បញ្ឆេះគឺជាគោលដៅមួយផ្សេងទៀត។ សមាសធាតុនៃប្រព័ន្ធផ្សងក៏អាចចំណេញផងដែរ។ កម្មវិធីថ្មីនីមួយៗរុញដែនកំណត់នៃដំណើរការម៉ាស៊ីន។

5. សំណួរដែលគេសួរញឹកញាប់ទាក់ទងនឹង CMC Blades នៅក្នុងម៉ាស៊ីន Jet ។
បុគ្គលជាញឹកញាប់មានការសាកសួរទាក់ទងនឹងបច្ចេកវិទ្យាថ្មីនេះ។

តើកាំបិត CMC គ្មានហានិភ័យទេ? បាទ សុវត្ថិភាពគឺជាកង្វល់កំពូល។ ពួកគេត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីឱ្យមានភាពជឿជាក់ពិតប្រាកដ។ ការ​ពិនិត្យ​មើល​ច្រើន​កើត​ឡើង​មុន​ពេល​ហោះ​ហើរ។ ពួកគេបរាជ័យក្នុងវិធីផ្សេងគ្នាជាងលោហៈ។ លោហធាតុ​ពត់​និង​មាន​កំហុស​ពេល​ផ្ទុក​លើស​ទម្ងន់។ CMCs មានទំនោរក្នុងការលួចរបស់របរធំៗ។ អ្នករចនាយល់ពីសកម្មភាពនេះ។ ម៉ាស៊ីនត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្ទុកធាតុ blade ដែលខូច។ នេះត្រូវបានគេហៅថា "ការគ្រប់គ្រង" ។ វាជាមុខងារសុវត្ថិភាពស្តង់ដារសម្រាប់ម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនទាំងអស់។ CMCs ពិតជាធន់នឹងការខូចខាតដោយសារសរសៃ។
ហេតុអ្វី CMC ថ្លៃម្លេះ? ការផលិតមានការលំបាក និងយឺត។ ផលិតផលឆៅ ដូចជាសរសៃស៊ីលីកុន កាបៃ មានតម្លៃថ្លៃ។ ទម្រង់ស្មុគស្មាញ និងការបញ្ចប់បន្ថែមការចំណាយ។ ការបញ្ចប់នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ក៏មានតម្លៃថ្លៃផងដែរ។ នៅពេលដែលបរិមាណផលិតកម្មកើនឡើង និងដំណើរការប្រសើរឡើង តម្លៃត្រូវបានរំពឹងថានឹងធ្លាក់ចុះ។ ការសន្សំថ្លៃឧស្ម័នដែលពួកគេផ្តល់លើសពីជំនួយជីវិតរបស់ម៉ាស៊ីន ធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពចេញពីការចំណាយដំបូង។
តើ CMCs អាចដោះស្រាយជាមួយនឹងការវាយប្រហាររបស់បក្សី ឬភាគល្អិតដែរឬទេ? បាទ ពួកវាត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បី។ ខណៈពេលដែលរឹង ធម្មជាតិផ្សំផ្តល់នូវភាពរឹង។ ពួកគេធ្វើការសាកល្បងឥទ្ធិពលខ្លាំង។ នេះរួមមានការបាញ់សម្លាប់សត្វស្លាប និងផ្នែកទឹកកកដាក់ពួកវាតាមអ៊ីនធឺណិត។ ពួកគេត្រូវតែឆ្លងកាត់ការសាកល្បងទាំងនេះដើម្បីទទួលបានការទទួលស្គាល់សម្រាប់ការហោះហើរ។
តើកាំបិត CMC មានរយៈពេលប៉ុន្មាន? នេះនៅតែត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងសេវាកម្មពិតប្រាកដ។ ពួកគេត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងមានអាយុកាលវែង។ ពួកគេទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងឧស្ម័នដ៏អាក្រក់ជាងដែក។ បន្ទះដែកតម្រូវឱ្យមានការវាយតម្លៃជាទៀងទាត់ និងការជំនួសដោយសារតែការជ្រៀតចូល និងអុកស៊ីតកម្ម។ CMCs មានភាពស៊ាំកាន់តែខ្លាំងចំពោះរបៀបបរាជ័យទាំងនេះ។ ភាពជាប់បានយូររបស់ពួកគេគឺជាអត្ថប្រយោជន៍ដ៏សំខាន់។

(កម្មវិធីនៃសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច (Cmc) នៅក្នុង Aero-Engine Blades)

តើ CMCs កំពុងតាមដានអ្វីខ្លះ? ការសង្កត់ធ្ងន់លើការប្រើប្រាស់ពួកវានៅក្នុងផ្នែកម៉ាស៊ីនបន្ថែមទៀត។ បង្កើតផ្នែកធំជាង។ ការបង្កើតប្រភេទថ្មីនៃ CMCs ។ ស្វែងរកវិធីសាស្រ្តដើម្បីធ្វើឱ្យពួកគេលឿននិងថោកជាង។ ការសិក្សាក៏ពិនិត្យមើល CMCs សម្រាប់កម្មវិធីក្តៅផងដែរ។ នេះរួមមានការធ្វើដំណើរលឿនជាងសំឡេង និងរថយន្តដឹកអ្នកដំណើរក្នុងបន្ទប់ជំនាន់ក្រោយ។ អនាគតសម្រាប់សម្ភារៈទំនើបទាំងនេះគឺខ្លាំងមិនគួរឱ្យជឿ។