بررسی خواص مکانیکی پوشش های سد حرارتی خود ترمیم شونده زیرکونیا آلومینای حاوی کاربید سیلسیم

پوشش های سد حرارتی (TBC) ساختارهای متشکل از زیرکونیای پایدارشده با سریا و ایتریا CSZ و YSZ بوده و بر روی لایه واسطه NiCrAlY برای کاربردهای متفاوت در دماهای بالا استفاده می شوند. سیستم های پوشش سد حرارتی به طور گسترده در توربین های گازی مدرن و موتورهای جت مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش برای بررسی خواص مکانیکی پوشش های سد حرارتی از پوشش کامپوزیتی CoNiCrAlY/CSZ+Al۲O۳+SiC تولید شده به روش پلاسما اسپری اتمسفری استفاده شده است. از CSZ به عنوان جز اصلی کامپوزیت و از Al۲O۳ به عنوان سدنفوذی برای جلوگیری از نفوذ اکسیژن و تشکیل لایه محافظ و همچنین از SiC به عنوان جز ترمیم کننده میکروترک ها و تخلخل های پوشش در شرایط کاری دما بالا استفاده شده است. برای فرایند اکسیداسیون از روش کوره ای در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۴ ساعت در سیکل های حرارتی ۱۰۰ و ۲۰۰ ساعت استفاده شد سپس خواص مکانیکی پوشش CoNiCrAlY/CSZ+Al۲O۳+SiC با استفاده از روش های میکروسختی و نانوسختی مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه به دست آمده با پوشش CoNiCrAlY/YSZ مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مقدار سختی برکوویچ و مدول الاستیک در آزمایش نانوسختی سنجی در لایه بالایی و لایه میانی روند افزایشی در سیکل حرارتی ۲۰۰ ساعت داشته است که دلیل این امر در لایه بالایی مربوط به زینترینگ می باشد و در لایه میانی به دلیل نزدیک بودن این لایه به TGO و مشابه بودن خواص این دو لایه به هم می باشد در حالیکه با مقایسه خواص مکانیکی پوشش کامپوزیتی با پوشش YSZ سختی و مدول الاستیک کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

پوشش سد حرارتی ، خواص مکانیکی ، نانوسختی ، Al۲O۳ ، SiC