بهبود مقاومت به شوك حرارتي پوشش چند لايه سد حرارتي با ايجاد ساختار نانو در لايه سراميكي فوقاني پوشش

اين تحقيق جهت مقايسه رفتار شوك حرارتي دو نوع پوشش پنج لايه سد حرارتي انجام شد. زيرلايه اين پوشش‌ها مشابه نمونه صنعتي، از جنس فولاد 17-4PH انتخاب گرديد. نوع اول، يك پوشش پنج لايه معمولي با لايه زيرين CoNiCrAlY و لايه سراميكي فوقاني YSZ است كه سه لايه مياني آنها، شامل مخلوطي از پودر YSZ+CoNiCrAlY با نسبت‌هاي مشخص مي‌باشد. در پوشش نوع دوم، لايه فوقاني YSZ به صورت نانوساختار و بقيه لايه‌ها كاملا مشابه نوع اول است. جهت مقايسه اين پوشش‌ها با پوشش‌هاي متداول و كاربردي، نمونه‌هايي از پوشش سد حرارتي دو لايه نيز مورد آزمون قرار گرفتند. تمام اين نمونه‌ها به روش پاشش پلاسما در اتمسفر هوا تهيه گرديدند. جهت انجام آزمون شوك حرارتي، نمونه‌ها در دماي °C 950 به مدت پنج دقيقه قرار گرفته و سپس در آب °C 25-20 كوئنچ شدند. اين عمل تا انهدام تمام نمونه‌ها ادامه يافت. معيار انهدام هر نمونه، جدايش حدود 20 درصد سطح پوشش در نظر گرفته شد. جهت ارزيابي ريزساختاري نمونه‌ها، از SEM و FESEM استفاده گرديد. در نهايت مشاهده گرديد كه طول عمر شوك حرارتي پوشش FG-TBC پنج لايه، تقريبا 1/5 برابر طول عمر شوك حرارتي پوشش TBC دو لايه بوده و همچنين ايجاد ساختار نانو در لايه سراميكي فوقاني پوشش FG-TBC پنج لايه، موجب افزايش طول عمر شوك حرارتي اين پوشش در حدود 14% شده است.