ارزيابي ظرفيت عايق سازي حرارتي پوشش هاي سد حرارتي پايه زيركنيايي پاشش پلاسمايي شده

Evaluation of thermal insulation capability of plasma-sprayed zirconia based thermal barrier coatings

پوشش هاي سد حرارتي (TBCs) پايه زيركنيايي به طور گسترده اي جهت حفاظت و عايق سازي حرارتي قطعات فلزي مقاطع داغ موتورهاي توربيني گازي، مورد استفاده قرار مي گيرند. از اين رو، هدايت حرارتي پايين از مهم ترين ويژگي هاي اين پوشش ها به شمار مي رود. هدف از اين پژوهش، بررسي تاثير ريزساختار و نوع پايدار كننده بر ظرفيت عايق سازي حرارتي پوشش هاي سد حرارتي پايه زيركنيايي است. براي اين منظور، سه نوع پوشش زيركنياي پايدار شده با ايتريا (YSZ) متداول، زيركنياي پايدار شده با سريا و ايتريا (CYSZ) متداول و زيركنياي پايدار شده با ايتريا نانوساختار، روي زيرلايه اينكونل 738پوشيده شده با آستريNiCoCrAlY، به كمك فرآيند پاشش پلاسمايي اتمسفري (APS) رسوب داده شد. مشخصه يابي ريزساختاري و فازي نمونه ها به كمك ميكروسكپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) و پراش سنج پرتو ايكس (XRD) انجام گرفت. نتايج نشان داد كه استفاده از پايداركننده سريا و نيز ايجاد ساختار نانو در پوشش، ظرفيت عايق سازي حرارتي پوشش هاي سد حرارتي پايه زيركنيايي را بهبود مي بخشد.

Zirconia based thermal barrier coatings (TBCs) were extensively used in gas turbines engines to protect and provided thermal insulation for hot-section metal components. Consequently, the key parameter of these coatings is low thermal conductivity. The present paper deals with evaluation of effect of the microstructure and stabilizer type on zirconia based TBCs thermal insulation capability. For this scope, three type of coatings including conventional yttria stabilized zirconia (YSZ), conventional ceria and yttria stabilized zirconia (CYSZ) and nanostructured yttria stabilized zirconia have been prepared by atmospheric plasma spraying (APS) on NiCoCrAlY-coated Inconel 738 substrates. Microstructural evaluation and phase analysis were performed using field emission scanning electron microscope (FESEM) and X-ray diffractometry (XRD) respectively. Result srevealed that with employing of ceria stabilizer and fabrication of nano-structure in coating, the thermal insulation capability of zirconia based TBCs were enhanced