بهبود مقاومت به شوک حرارتی پوشش چند لایه سد حرارتی با ایجاد ساختار نانو در لایه سرامیکی فوقانی پوشش

محورهای موضوعی : نانومواد

حمید رضا حمید رضا مقدم ¹ ( گروه مهندسی مواد، علوم و تحقیقات خراسان رضوی، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران )
علی داودی ² ( گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد )
محمود اکبری باصری ³ ( پژوهشکده سامانه‌های حمل و نقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران )

تاریخ دریافت : 1397/03/21 تاریخ پذیرش : 1397/03/21 تاریخ انتشار : 1395/09/01

کلید واژه: شوک حرارتی, پوشش سد حرارتی (TBC), لایه‌های درجه‌بندی شده مواد (FGM), پاشش پلاسما,

چکیده مقاله :

این تحقیق جهت مقایسه رفتار شوک حرارتی دو نوع پوشش پنج لایه سد حرارتی انجام شد. زیرلایه این پوشش‌ها مشابه نمونه صنعتی، از جنس فولاد 17-4PH انتخاب گردید. نوع اول، یک پوشش پنج لایه معمولی با لایه زیرین CoNiCrAlY و لایه سرامیکی فوقانی YSZ است که سه لایه میانی آنها، شامل مخلوطی از پودر YSZ+CoNiCrAlY با نسبت‌های مشخص می‌باشد. در پوشش نوع دوم، لایه فوقانی YSZ به صورت نانوساختار و بقیه لایه‌ها کاملا مشابه نوع اول است. جهت مقایسه این پوشش‌ها با پوشش‌های متداول و کاربردی، نمونه‌هایی از پوشش سد حرارتی دو لایه نیز مورد آزمون قرار گرفتند. تمام این نمونه‌ها به روش پاشش پلاسما در اتمسفر هوا تهیه گردیدند. جهت انجام آزمون شوک حرارتی، نمونه‌ها در دمای °C ۹۵۰ به مدت پنج دقیقه قرار گرفته و سپس در آب °C 25-20 کوئنچ شدند. این عمل تا انهدام تمام نمونه‌ها ادامه یافت. معیار انهدام هر نمونه، جدایش حدود 20 درصد سطح پوشش در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی ریزساختاری نمونه‌ها، از SEM و FESEM استفاده گردید. در نهایت مشاهده گردید که طول عمر شوک حرارتی پوشش FG-TBC پنج لایه، تقریبا 5/1 برابر طول عمر شوک حرارتی پوشش TBC دو لایه بوده و همچنین ایجاد ساختار نانو در لایه سرامیکی فوقانی پوشش FG-TBC پنج لایه، موجب افزایش طول عمر شوک حرارتی این پوشش در حدود 14% شده است.