توسعه و بررسی خواص مکانیکی و حرارتی ماده سرامیکی (Gd(۲)Zr(۲)O(۷ به عنوان پوشش سد حرارتی

در پژوهش حاضر، ترکیبات سرامیکی جدید (Gd(۲)Zr(۲)O(۷ و (GZO)(i-x)(YbSZ)(x) سنتز شده و به عنوان لایه فوقانی در پوشش های سد حرارتی اعمال شدند.این ترکیبات دارای خواص بهتری مانند هدایت حرارتی، مقاومت در برابر زینترینگ و مقاومت شیمیایی خود در برابر نمک های مذاب در مقایسه با ترکیبمتداول زیرکونیای پایدارشده با ایتریا (YSZ) هستند. زیرکونات گادولونیوم ((Gd(۲)Zr(۲)O(۷) با وجود داشتن معایبی نظیر چقرمگی شکست پایین و ناسازگاریبا لایه رشدیافته حرارتی یکی از موادی است که قابتیت استفاده در لایه فوقانی پوشش های سد حرارتی در دماهای بالا را دارد. در میان ترکیبات زیرکونیایپایدار شده با عناصر نادر خاکی (RESZ) ، زیرکونیای پایدار شده با ایتربیا (YbSZ) بهترین پایداری فازی و چقرمگی شکست عالی را نشان داده است، لذا بهعنوان عامل چقرمه کننده برای (Gd(۲)Zr(۲)O(۷ قابل استفاده است. در این پژوهش، ابتدا ترکیبات اولیه YbSZ (حاوی ۵ درصد مولی ایتربیا) و (Gd(۲)Zr(۲)O(۷ سنتز شدند و سپس ترکیبات مختلف (GZO(۱-x)(YbSZ)(x) به مدت ۱۰ ساعت در دمای ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد در کوره با اتمسفر هوا قرار داده شده اند. بررسی های فازی و ساختاری تمام ترکیبات توسط پراش سنجی پرتو ایکس (XRD) انجام شد. سپس خواص مختلف شامل سختی، چقرمگی شکست، مدول الاستیک، ضریب انبساط حرارتی و ضریب نفوذ حرارتی ترکیبات مختلف اندازه گیری و مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که ترکیب حاوی ۵۰ درصد وزنی YbSZ خواص بهتری را نسبت به سایر ترکیبات از خود نشان میدهد.

کلیدواژه ها:

پوشش سد حرارتی ، زیرکونات گادولنیوم ، زیرکونیای پایدار شده با ایتربیا ، چقرمگی شکست