پیش‌بینی عمر تخریب پوشش‌های سد حرارتی نسل جدید تک و دو لایهZrO2-8Y2O3 / Gd2Zr2O7 حین اعمال سیکل‌های حرارتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

پیش‌بینی عمر تخریب پوشش‌های سد حرارتی بعنوان یکی از چالش‌های مهم در قطعات بخش داغ توربین‌های گازی مطرح است. در این مطالعه به بررسی تنش‌های موثر در تعیین عمر پوشش‌های سد حرارتی نسل جدید تک لایه Gd2Zr2O7 (GdZO) و دو لایه ZrO2-8Y2O3 (YSZ) / GdZO پرداخته شده است. برای این منظور پوشش‌های سد حرارتی تک لایه GdZO و دو لایه YSZ / GdZO روی IN738LC / CoNiCrAlY به روش پاشش پلاسمای اتمسفری اعمال شدند. سپس رفتار اکسیداسیون سیکلی آن‌ها در دمای °C1100 با سیکل‌های 4 ساعته مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری پوشش‌های سد حرارتی (قبل و بعد از اکسیداسیون) توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی انجام شد. علاوه بر این رفتار مکانیکی پوشش‌های سد حرارتی توسط آزمون نانو فرورونده بررسی و سپس تغییرات نرخ آزاد سازی انرژی ناشی از رشد ترک در پوشش‌های سد حرارتی حین سیکل‌های اکسیداسیون محاسبه شد. نتایج نشان داد که تغییرات نرخ آزاد سازی انرژی رشد ترک پوشش سد حرارتی دو لایه YSZ / GdZO نسبت به پوشش سد حرارتی تک لایه GdZO کمتر و در نتیجه عملکرد دما بالای بهتری دارد. بکارگیری یک لایه YSZ مابین دو لایه میانی و بالایی منجر به بهبود خواص مکانیکی پوشش‌های سد حرارتی نسل جدید شده و با افزایش مقاومت به اکسیداسیون سبب افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

نشریه علوم و مهندسی سطح
دوره 19، شماره 56
شهریور 1402
صفحه 63-76

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار