توليد و مشخصه يابي پوشش هاي TBC ضخيم با ترك هاي عمودي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

پوشش¬هاي سد حرارتي شامل يك پوشش چندلايه است كه بالاترين لايه عايق حرارتي است و از يك سراميك با رسانايي حرارتي كم، معمولاً زيركونيا پايدار شده با ايتريا تشكيل شده است. استفاده از پوشش¬هاي سد حرارتي ضخيم با ترك¬هاي عمودي، دماي فصل مشترك پايين¬تر، طول عمر بالاتر و افت دمايي بيشتر در پوشش بالايي را موجب مي¬شود. براي پوشش¬هاي سدحرارتي توليدشده به روش پاشش پلاسمايي در هوا، پس از قرار گيري نمونه¬ها در محيط كاري و در دماهاي بالاتر از 1000 درجه سانتي¬گراد، تف‌جوشي رخ داده و بر خواص اين نوع پوشش¬ها اعم از دانسيته ترك¬هاي عمودي، عرض ترك¬هاي عمودي، سختي، مدول يانگ و تافنس شكست اين نوع پوشش¬ها تاثيرگذار است. در پژوهش حاضر براي بررسي خواص اين پوشش¬ها در دماي بالا از پوشش سد حرارتي با ضخامت 1 ميلي‌متر نمونه تهيه شد. نمونه¬ها در سيكل¬هاي 54،42،30،24،18،12،6 ساعته، تحت عمليات حرارتي در دماي 1100 درجه سانتي‌گراد قرارگرفت. نتايج نشان¬داد كه افزايش زمان عمليات حرارتي در نمونه¬هاي پوشش¬دار موجب كاهش دانسيته ترك¬هاي عمودي و عرض اين ترك¬ها، به ترتيب از 86/1 به 68/0 ترك بر ميلي¬متر براي دانسيته ترك و 07/4 به 18/0 ميكرومتر براي عرض ترك شد. نتايج نشان داد با افزايش زمان تف‌جوشي ميزان سختي اندازه¬گيري شده در 6 ساعت ابتدايي از 687 ويكرز به 927 ويكرز افزايش يافت و سپس در ادامه فرآيند عمليات حرارتي تا 662 ويكرز در 54 ساعت به صورت تدريجي كاهش يافت. مدول الاستيك اندازه¬گيري شده براي پوشش¬ها ابتدا در 6 ساعت اوليه عمليات حرارتي از 67/3 به 96/4 گيگاپاسكال افزايش و سپس در ادامه فرآيند تا 54 ساعت حرارت دهي به 54/3 گيگاپاسكال به صورت تدريجي كاهش يافت. تافنس شكست نيز در 6 ساعت اوليه فرآيند از 83/0 به (MPa.m^0.5) 03/1 افزايش يافت و سپس تا (MPa.m^0.5) 80/0 در ادامه فرآيند حرارت دهي تا 54 ساعت كاهش يافت. اين تغيير در ميزان اندازه¬گيري شده خواص، به تف‌جوشي لايه سراميكي مربوط است كه در نتيجه آن حفرات و ترك¬ها بسته شده و تغيير در خواص مشاهده مي¬شود. كلمات كليدي پوشش سد حرارتي ضخيم، توربين گازي، ترك¬هاي عمودي، شكست پوشش سد حرارتي، تف‌جوشي پوشش سدحرارتي، مدول يانگ پوشش سد حرارتي.

230714

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان