وتؤدي مواد الحشو الكهربائي دورا رئيسيا في معدات توليد الطاقة الكهربائية، التي يؤثر أداؤها واستقرارها تأثيرا مباشرا على السلامة التشغيلية لهذه المعدات وكفاءتها. وفي درجات الحرارة العالية، يمكن أن تزحف المواد المفرقعة، مما يؤدي إلى تغييرات في أداء المواد وهيكلها، مما يؤثر بدوره على تشغيل المعدات. ومن ثم، من المهم دراسة سلوك وتطبيقات درجات الحرارة العالية على مواد التفريغ الكهربائي. سوف هذه المقالة دراسة وتحليل متعمّقين لمواد الحشو الكهربائي الحراري من حيث سلوكها وتطبيقها.
ويشير الزحف إلى التشوهات البطيئة التي تحدث فيها المواد تحت الإجهاد في ظروف حرارة ثابتة. وبالنسبة للمواد المطاورة الكهربائية، فإن سلوك الدوار الحراري هو أحد أهم وظائفه. وفي درجات الحرارة العالية، يمكن أن تزحف المواد القابلة للتعديل المشتعل، مما يؤدي إلى تشويه المواد وإتلافها. ومن ثم، فإن دراسة سلوكيات تسمم درجات الحرارة العالية في مواد الحارقة ذات أهمية في تقييم أدائها واستقرارها.
الغريب الأطوار
وتنجم عن تسمم المواد ذات الحدادة الحرارية في درجات الحرارة عن مزيج من العوامل، بما في ذلك درجة الحرارة، والإجهاد، والتركيب المادي، والهيكل التنظيمي. وفي درجات الحرارة العالية، يتغير الهيكل البلوري للمواد، مع زيادة حركة الخطأ، مما يؤدي إلى تشوه المواد وإتلافها. وعلاوة على ذلك، فإن أوجه القصور، مثل المسام والتصدع في المواد، يمكن أن تسرِّع من حدوث هذه الظاهرة.
عوامل التأثير
وتعتبر درجة الحرارة أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على سلوك المسفين في درجات الحرارة العالية للمواد المهيأة. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد العدسات البلورية للمواد، وتزداد الحركات الخاطئة، مما يؤدي إلى تشوهات المواد وإتلافها. وعلاوة على ذلك، تشكل الإجهاد أحد العوامل الهامة التي تؤثر على سلوك زحف الحرارة. وكلما زادت القدرة على التحمل، زادت تشوهات المواد وإتلافها. كما أن مكونات المواد والهياكل التنظيمية هي من العوامل الهامة التي تؤثر على سلوك زحف درجات الحرارة. وتتميز مختلف المواد والهياكل التنظيمية بخصائص مقاومة للتطرف.
وتشمل تطبيقات مواد الحشو الكهربائي في درجات الحرارة المرتفعة، في جملة أمور، توليد الكهرباء وإنتاج الآلات الثقيلة. وسيبحث أدناه، على التوالي، مزايا وحدود استخدام المواد المفرغة الكهربائية في هذه المجالات.
مجال توليد الطاقة
وفي مجال توليد الطاقة، تُستخدم مواد الحداثة الكهربائية في المقام الأول في صنع المكونات الرئيسية للمراجل ولتوربينات البخارية، مثل أجهزة التسخين، وأجهزة إعادة التسخين، وأنابيب البخار الرئيسية، وما إلى ذلك. وتحتاج هذه المكونات إلى أن تعمل لفترات طويلة في بيئات عالية الحرارة، مما يتطلب أن تكون المواد ذات أداء جيد للتطفّر الحراري ومقاومة للأكسدة. ويمكن أن تستوفي مواد الحشو الكهربائي هذه المتطلبات، غير أنها لا تزال تزحف خلال الاستخدام الطويل الأجل، مما يؤدي إلى تشوه المكونات وإتلافها. ولذلك، يلزم فحص هذه الأجزاء وصيانتها بانتظام لضمان سلامة تشغيل المعدات.
مجال تصنيع الآلات الثقيلة
وفي مجال تصنيع الآلات الثقيلة، تُستخدم مواد الحشو الكهربائي الكهربائي في المقام الأول لصنع المكونات الرئيسية مثل الصمامات ذات الضغط العالي والحمل والموصلات. وتحتاج هذه المكونات أيضاً إلى العمل لفترات طويلة في بيئات حرارة مرتفعة، مما يتطلب أن تكون المواد ذات خصائص جيدة للتطفّر الحراري ومقاومة للأكسدة. ويمكن أن تستوفي مواد الحشو الكهربائي هذه المتطلبات، ولكنها ستقيد في بعض التطبيقات بسبب تكلفتها العالية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن صناعة الآلات الثقيلة تتطلب أيضاً متطلبات أعلى فيما يتعلق بخصائص تجهيز المواد واللحام، مما يتطلب البحث والتطوير المتعمقين لمواد الحشو الكهربائي.
تدرس هذه المقالة سلوك وتطبيق مواد التفريغ عالي الحرارة. ومن خلال تحليل الآليات وعوامل التأثير، يمكن أن تبين أن تسلل إلى درجة حرارة مرتفعة في المواد القابلة للتعديل المشتعل ناتج عن مجموعة من العوامل. وفي درجات الحرارة العالية، يمكن أن تزحف المواد القابلة للتعديل المشتعل، مما يؤدي إلى تشويه المواد وإتلافها. وفي مجالات مثل توليد الطاقة وإنتاج الآلات الثقيلة، تنطوي المواد المفرغة الكهربائية الحرارية على آفاق وقيم عريضة من التطبيقات، ولكن هناك أيضا بعض القيود والتحديات. ولذلك، من الضروري إجراء المزيد من البحث والتطوير بشأن مواد الحشو الكهربائي من أجل تحسين أدائها واستقرارها وخفض التكاليف وتوسيع نطاق تطبيقها. ويمكن أن تشمل اتجاهات البحوث في المستقبل تحقيق المستوى الأمثل لمكونات المواد وهيكلها التنظيمي، وتحسين عمليات التجهيز واللحام، وتطوير أنواع جديدة من المواد المقاومة للسلالات.
