شبيه‌‌سازي عددي تاثير زبري سطح لايه رابط بر مقادير تنش در پوشش‌‌هاي سد حرارتي

در اين پژوهش، تاثير زبري سطح لايه رابط بر ضخامت لايه TGO بصورت تجربي در پوشش ‌هاي سد حرارتي پلاسما اسپري شده در جو (APS) بررسي شده و سپس تاثير آن بر مقادير تنش در فصل مشترك لايه ‌هاي پوشش با استفاده از روش المان محدود بر اساس تصاوير واقعي SEM مطالعه شده است. عمليات حرارتي پيرگرمايي در دماي و به مدت 12 ساعت بر روي 3 نمونه پوشش سد حرارتي با زبري ‌هاي مختلف لايه رابط فلزي انجام شد و مشاهده شد كه در نمونه ‌هاي زبرتر، ضخامت لايه TGO بيشتر مي‌ باشد. سپس 3 مدل المان محدود براي بررسي تاثير زبري سطح لايه رابط بر روي مقادير تنش در فصل مشترك لايه‌ هاي پوشش با استفاده از تصاوير SEM گرفته شده از مقطع نمونه ‌ها ايجاد شد. مشاهده شد كه تنش در نواحي قله فصل مشترك بصورت فشاري و در نواحي دره بصورت كششي مي ‌باشد و با افزايش زبري سطح لايه رابط مقادير تنش افزايش مي ‌يابد. در نتيجه افزايش زبري سطح باعث افزايش ضخامت لايه TGO و افزايش سطح تنش در پوشش ‌هاي سد حرارتي و كاهش طول عمر آن‌ ها مي‌ شود.