اعمال و مشخصه يابي پوشش هاي سد حرارتي زيركنياي پايدارشده با سريا و ايتريا روي سوپرآلياژ اينكونل 738

Production and characterization of ceria and yttria stabilized zirconia thermal barrier coatings on IN 738 superalloy

پوشش‌هاي سد حرارتي (TBCs)در موتورهاي توربيني گازي، به طور گسترده اي به منظور فراهم كردن عايق سازي حرارتي براي مقاطع داغ و نيز افزايش راندمان توربين مورد استفاده قرار مي گيرند. هدف از اين پژوهش، توليد و مشخصه يابي يك پوشش سد حرارتي دولايه شامل پوشش رويي زيركنياي پايدار شده با سريا و ايتريا (CYSZ) و آستري فلزي NiCoCrAlY روي زيرلايه سوپرآلياژي است. براي اين منظور، زيرلايه هايي از جنس اينكونل 738، ابتدا با آستري NiCoCrAlY و سپس با پودر CYSZ به كمك فرآيند پاشش پلاسمايي اتمسفري (APS) پوشش داده شد. آزمون استحكام چسبندگي مطابق با استاندارد ASTM C633-01انجام شد. براي ارزيابي ميزان عايق سازي حرارتي پوشش سد حرارتي، آزمون ظرفيت عايق سازي حرارتي، طراحي و انجام شد. به منظور مشخصه يابي پوشش، بررسي ريزساختاري توسط ميكروسكپ الكتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) و آناليز فازي توسط پراش سنج پرتو ايكس (XRD) انجام گرفت. نتايج نشان داد كه به كمك فرآيند پاشش پلاسمايي اتمسفري مي توان يك پوشش سد حرارتي با قابليت عايق سازي حرارتي بالا توليد كرد.

Thermal barrier coatings (TBCs) in gas turbine engines are extensively used to produce thermal insulation for hot sections and to increase the turbine efficiency. The purpose of this investigation is the production and characterization of a two layer thermal barrier coating consisting of ceria and yttria stabilized zirconia (CYSZ) top coat and NiCoCrAlY bond coat on the superalloy substrate. For this scope, NiCoCrAlY bond coat followed by CYSZ coating were deposited on the substrates of IN 738 coupons by atmospheric plasma spraying (APS). Adhesion strength test was done similar to ASTM C633-01. To evaluate thermal insulation capability, the thermal insulation capacity test was performed. For coating characterization, microstructural investigation using field emission scanning electron microscope (FESEM) and phasic analysis using x-ray diffractometer (XRD) were performed. Results revealed that using atmospheric plasma spray process can fabricate the Thermal barrier coating with high thermal insulation capability