Tytuł pozycji:
Microstructure and thermal properties of Sm2Zr2O7 + 8YSZ composite TBC systems
The article present results of microstructural investigation of so called composite type of thermal barrier coating of Sm2Zr2O7 + 8YSZ type deposited by air plasma spraying process with powders mass ratio 50/50, 25/75 and 75/25, respectively. For comparison standard 8YSZ coating was deposited as well. The internal structure quality assessment and surface topography characterization of obtained TBC`s were carried out. The ceramic layers were analysed for phase composition and residual stress. The coatings’ thickness was measured and vertical porosity was quantitatively and qualitatively characterized. Also the crystallite size of both samarium zirconate and yttria stabilized zirconia was evaluated. The obtained results were used for adjusted value of thermal conductivity calculation on the basis of results obtained from thermal diffusivity measurements at temperature between 20 and 1100°C.
Celem prowadzonych badań jest charakterystyka podstawowych parametrów mikrostrukturalnych powłokowych barier cieplnych typu Sm2Zr2O7 + 8YSZ, klasyfikowanych w literaturze fachowej jako powłoki kompozytowe. Zakres badań obejmował analizę mikrostruktury powłok trzech typów różniących się proporcją udziału poszczególnych składników fazowych i oznaczonych odpowiednio 25% 8YSZ + 75% Sm2Zr2O7, 50% 8YSZ + 50% Sm2Zr2O7 i 75% 8YSZ + 25% Sm2Zr2O7. Wszystkie warianty otrzymano metodą natrysku plazmowego w powietrzu na stopie In625 z międzywarstwą typu NiCrAlY o grubości ok. 125 μm. Grubość warstw ceramicznych w omawianych trzech przypadkach wynosiła ok. 300 μm. Zakres badań obejmował oględziny wizualne oraz profilometryczną charakterystykę ilościową i jakościową powierzchni zewnętrznej powłok TBC po procesie natryskiwania plazmowego. Dokonano również oceny topograficznej powierzchni z użyciem technik skaningowej mikroskopii elektronowej. W drugim obszarze badań przeprowadzono ocenę budowy wewnętrznej warstw ceramicznych z uwzględnieniem udziału ilościowego poszczególnych składników fazowych oraz określono w sposób jakościowy i ilościowy udział porów sferycznych, horyzontalnych oraz wertykalnych, przy czym jako punkt odniesienia potraktowano powierzchnię swobodną powłoki. Wykonano także badania charakteryzujące rozmieszczenie poszczególnych składników stopowych (fazowych), co miało na celu określenie stopnia jednorodności powłoki. Wykonano również badania charakteryzujące wielkość krystalitów poszczególnych składników strukturalnych, tj. faz 8YSZ i Sm2Zr2O7. Oceniono również stan naprężeń metodą dyfrakcyjną. Przeprowadzono analizy charakteryzujące dyfuzyjność cieplną otrzymanych powłok i na tej podstawie oraz wyników pomiarów porowatości obliczono wartość współczynnika przewodnictwa cieplnego i skorygowanego przewodnictwa cieplnego w funkcji temperatury. Wyniki badań mikrostruktury, w tym porowatości, udziału poszczególnych składników fazowych oraz wielkości krystalitów, stanowiły podstawę do interpretacji uzyskanych wyników pomiarów dyfuzyjności cieplnej.
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
