Modelowanie pola temperatury w czasie stygnięcia układu powłoka-podłoże wytworzonego przez natryskiwanie cieplne

W pracy przedstawiono modelowanie numeryczne z wykorzystanie metody elementów skończonych pola temperatury w czasie stygnięcia powłoki tytanowej naniesionej przez natryskiwanie na podłoża ceramiczne Al2O3 i AlN. Przeprowadzono niestacjonarną, nieliniową analizę pola temperatury z uwzględnieniem zmiennych z temperaturą właściwości cieplnych materiałów powłoki i podłoża. Obliczenia wykazały występowanie wysokiego gradientu temperatury w początkowej fazie chłodzenia w obszarze podłoża ceramicznego przyległego do powłoki tytanowej. Porównano wpływ materiału podłoża o znacząco różnym przewodnictwie cieplnym na powstające, zmienne w czasie pole temperatury w układzie powłoki Ti-podłoże ceramiczne.

---

The paper presents the numerical modeling using finite element method of temperature field developed during cooling of titanium coating deposited onto Al2O3 and AlN ceramic substrates by thermal spraying. The transient, nonlinear step-by-step thermal analysis has been conducted using temperature dependent material properties. The calculations revealed the formation of high thermal gradient in the initial cooling stage, laying in the ceramic substrate adjacent to the titanium layer. Two substrate materials characterized by large difference in thermal conductivity have been used to analyze the effect of material properties on non-stationary temperature field in Ti coating - ceramic substrate system.