بررسی استحکام چسبندگی پوشش های سد حرارتی نانوساختار سرامیکی ایجاد شده به روش زینترینگ پلاسمای جرقه ای، بهینه سازی شده با سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS)

این پژوهش به بررسی استحکام چسبندگی و خواص ریزساختاری پوشش های سد حرارتی نانوساختار (TBCs) ایجاد شده با استفاده از زینترینگ پلاسمای جرقه ای (SPS) در دماهای °C ۱۰۴۰ ،°C ۱۰۶۰ و°C ۱۰۸۰ می پردازد. زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ) بر روی پوشش پیوندی NiCrAlY بر روی زیرلایه Inconel ۷۱۳LC رسوب داده شد. یک مدل سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS) همراه با الگوریتم ژنتیک (GA) برای پیش بینی و بهینه سازی پارامترهای فرآیند SPS توسعه یافت و بهبودهای قابل توجهی در استحکام چسبندگی و کیفیت پوشش حاصل شد. پوشش SPS ایجاد شده در °C ۱۰۸۰ استحکام چسبندگی برتر MPa ۷۰ و تخلخل کاهش یافته (۴.۳%) را در مقایسه با پوشش های پاشش پلاسمای (APS) که دارای استحکام چسبندگی چسبندگی ۳۰-۴۰MPa در کنار تخلخل ۱۵-۲۰% می باشند را نشان داد. مدل ANFIS-GA با خطای میانگین مربعات (MSE) کمتر از ۵% و R² برابر با ۰.۹۸، پارامترهای بهینه را به طور موثر شناسایی کرد و تعداد تکرارهای آزمایشی را تا ۶۰% کاهش داد. عملکرد بهبود یافته پوشش های SPS به دلیل گرمایش سریع ژول، چگالش تحت فشار و ریزساختار یکنواخت است که نقص ها و تنش های حرارتی را به حداقل می رساند. این کار کارایی ترکیب SPS با بهینه سازی ANFIS-GA را برای تولید TBCهای با عملکرد بالا برای کاربردهای دمای بالا مانند تیغه های توربین گاز نشان می دهد و دوام، مقاومت حرارتی و حفاظت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. نتایج مزایای SPS نسبت به APS را برجسته می کند، از جمله تخلخل کمتر، استحکام چسبندگی بالاتر و عمر سرویس طولانی تر تحت چرخه حرارتی.

کلیدواژه ها:

پوشش های سد حرارتی ، زینترینگ پلاسمای جرقه ای ، استحکام چسبندگی ، زیرکونیای پایدار شده با ایتریا ، سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی