وتؤدي المطاحن الحرارية دورا هاما في معدات توليد الطاقة الكهربائية التي يؤثر أداؤها ونوعيتها تأثيرا مباشرا على سلامة المعدات وكفاءتها. وفي درجات الحرارة العالية، يحدث سلوك أكسد في مواد الحشو الكهربائي، مما يؤدي إلى انخفاض في أداء المواد، بل إلى عطل في المعدات. ومن ثم، فإن دراسة سلوك الأكسدة الحرارية في المواد المشحونة كهربائياً أمر هام لتحسين أداء المواد المقاومة للأكسدة وإطالة عمر المعدات.
حالة الدراسة المتعلقة بسلوك الأكسدة الحراري لمواد المشحونة
وفي الوقت الراهن، أجرى باحثون وطنيون ودوليون أبحاثا كثيرة عن سلوك الأكسدة الحرارية للمواد القابلة للتعديل الكهربائي. وشملت الدراسات جوانب ديناميات الأكسدة، وآلات الأكسدة، وتكوين الأغشية المؤكسدة وتطورها. وتشمل أساليب البحث أساسا البحوث التجريبية ومحاكاة الحاسوب.
وفيما يتعلق بالدراسات التجريبية، يدرس الباحثون سلوك المؤكسدة للمواد المفرقعة في درجات حرارة مرتفعة، وذلك من خلال التحليل الحراري، ومشتقات الأشعة السينية، ومسح المجهر الإلكتروني. تقييم أداء المواد المقاومة للأكسدة بمقارنة البارامترات مثل معدلات الأكسدة ونواتج الأكسدة وهيكل الأغشية المؤكسدة في مواد مختلفة. وفي الوقت نفسه، يدرس الباحثون تأثير مختلف العوامل على سلوك الأكسدة من خلال تغيير الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة والجو والضغط وما إلى ذلك.
وفيما يتعلق بعمليات المحاكاة الحاسوبية، يستخدم العلماء في المقام الأول الحوسبة الأولية ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية للكشف عن آليات الأكسدة لمواد التفريغ الكهربائي الحراري على النطاق الذري. تقديم الدعم النظري لتصميم المواد والوصول بها إلى المستوى الأمثل من خلال محاكاة التفاعلات بين الذرات أثناء عمليات الأكسدة، والتغيرات في الهياكل الإلكترونية، وما إلى ذلك.
وعلى الرغم من إحراز بعض التقدم في دراسة سلوك المؤكسد الحراري لمواد المواد المشحونة كهربائياً، لا تزال هناك بعض المشاكل. فعلى سبيل المثال، تقتصر البحوث التجريبية على الظروف والمعدات التجريبية، مما يجعل من الصعب تقديم صورة شاملة لتعقيدات سلوك الأكسدة ؛ وتقتصر المحاكاة الحاسوبية على أساليب الحساب ودقة النماذج، مما يجعل من الصعب التنبؤ بدقة بسلوك الأكسدة الفعلي للمواد. ولذلك، هناك حاجة إلى مزيد من الصقل لمنهجية البحث ورفع مستواها.
تدرس الدراسة سلوك الأكسدة الحراري للمواد المشحونة كهربائياً باستخدام مزيج من الدراسات التجريبية والمحاكاة الحاسوبية. أولاً، اختيرت مواد نموذجية من مواد التفريغ الكهربائي الكهربائي لإجراء تجارب أكسدة عالية الحرارة. وتُدرس بارامترات مثل معدل الأكسدة، ونواتج الأكسدة، وهيكل الأغشية المؤكسدة، من خلال التحليل الحراري الثقيل، ومشتقات الأشعة السينية، ومسح المجهر الإلكتروني. وفي الوقت نفسه، يجري تغيير الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة والجو والضغط وما إلى ذلك، ودراسة تأثير مختلف العوامل على سلوك المؤكسد.
استناداً إلى الدراسات التجريبية، تم الكشف عن آليات أكسدة المواد القابلة للتعديل الحراري باستخدام مقياس الذري باستخدام حسابات مبدئية أولية ومحاكاة ديناميكية الجزيئية، وما إلى ذلك. كشف آليات تكوين الغشاء المؤكسد وتطوره من خلال محاكاة التفاعلات بين الذرات أثناء عملية الأكسدة، والتغيرات في الهياكل الإلكترونية، وما إلى ذلك. ويتم تقييم وقياس مقاومة الأكسدة في المواد مع البيانات التجريبية ونتائج المحاكاة.
نتائج الدراسات والتحليلات المتعلقة بسلوك الأكسدة الحراري لمواد المواد المشحونة
ومن خلال الدراسات التجريبية وعمليات المحاكاة الحاسوبية، أسفرت هذه الدراسة عن سلسلة من النتائج الهامة لسلوك الأكسدة الحراري لمواد المواد المشحونة كهربائياً. أولاً، أظهرت نتائج التجارب وجود اختلافات كبيرة في أداء مقاومة الأكسدة في مواد التفريغ الكهربائي. وتتسم بعض المواد بخصائص مقاومة أكسدة عالية في درجات حرارة عالية، ويمكن أن تثبط إلى حد ما حدوث سلوك الأكسدة وتطوره. وفي الوقت نفسه، تشير النتائج إلى أن عوامل مثل الحرارة والمناخ تؤثر تأثيراً كبيراً على سلوك الأكسدة للمواد. ومع ارتفاع درجة الحرارة وزيادة محتوى الأكسجين في الجو، تتسارع وتيرة أكسدة المواد.
وفيما يتعلق بعمليات المحاكاة الحاسوبية، تكشف هذه الدراسة عن الآليات الجزئية لسلوك الأكسدة الحراري لمواد المواد المشحونة. ومن خلال محاكاة التفاعلات بين الذرات خلال عملية الأكسدة، والتغيرات في الهياكل الإلكترونية، وما إلى ذلك، يتبين أن آلية تكوين الغشاء المؤكسد وتطوره تتأثر بعدد من العوامل، بما في ذلك تركيبة المواد والهياكل البلورية. وفي الوقت نفسه، تشير نتائج المحاكاة إلى أنه يمكن تحسين مقاومة الأكسدة بفعالية عن طريق تعديل مكونات المواد والهياكل الجزئية.
تُجري هذه الدراسة دراسات تجريبية منهجية ونماذج حاسوبية لسلوك الأكسدة الحراري لمواد المواد المشحونة كهربائياً. وتشير النتائج إلى وجود اختلافات كبيرة في أداء مقاومة الأكسدة في مواد الحشو الكهربائي، وإلى أن عوامل مثل الحرارة والمناخ تؤثر تأثيراً كبيراً على سلوك الأكسدة في المواد. وفي الوقت نفسه، تكشف هذه الدراسة عن الآليات الدقيقة لسلوك الأكسدة الحراري لمواد المواد المشحونة، وتوفر الدعم النظري لتصميم المواد واستخدامها على النحو الأمثل.
ويمكن أن تولي الدراسات المقبلة مزيداً من الاهتمام للجوانب التالية: إجراء دراسة متعمقة للفروق في الأداء المقاوم للأكسدة والعوامل المؤثرة عليها في مختلف مواد الحرير الحراري ؛ ثانياً، استكشاف تطبيقات تكنولوجيات جديدة من المواد المضادة للأكسدة والطبقات الكاسية في المطابقات الكهربائية ؛ ثالثا، تطوير أساليب محاكاة حاسوبية أكثر دقة وكفاءة للتنبؤ بدقة بسلوك الأكسدة للمواد الفعلية. ومن المتوقع أن تؤدي هذه الدراسات إلى توفير دعم قوي لزيادة القدرة على مقاومة الأكسدة في وحدات التفريغ الكهربائي ولإطالة عمر المعدات.
