عنوان پایان‌نامه
تاثیر ذرات آلومینای نانو در جلوگیری از رشد لایه اکسید TGO در دمای بالا با روش اعمال پوشش SPPS در پوشش های سد حرارتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 983;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56121
- تاریخ دفاع
- ۲۴ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- نوید عبائیان
- استاد راهنما
- محسن صارمی
- چکیده
- سه نوع پوشش سدحرارتی کامپوزیتی متشکل از ذرات زیرکونیا و ترکیب Al2O3 با در صدهای وزنی 0، 5،10 و 15 با سه روش پلاسما اسپری آماده شد: الف)روش SPPS، ب)روش APS با استفاده از پودر نانوی آگلومره شده، ج)روش APS با استفاده از پودر پیش ماده پیرولیز شده. آزمایش¬های اکسیداسیون و شوک حرارتی در مورد پوشش¬های مذکور به ترتیب در دمای 1100 و 900 درجه سانتیگراد و آزمایش¬های خوردگی داغ با استفاده از نمک مذاب Na2SO4 + V2O5 در دمای 750 درجه سانتیگراد روی پوشش¬ها انجام شد. ارزیابی ریزساختار و آنالیز فازی بعد از اکسیداسیون، شوک حرارتی و خوردگی داغ توسط آزمایش¬های OP، SEM و XRD صورت پذیرفت. دیده شد که افزودن آلومینا مقاومت به خوردگی پوشش‌های YSZ را افزایش می‌دهد. مقاومت خوردگی پوشش‌های نانو آگلومره بیشتر از پوشش¬های ایجادشده با پودر پیش‌ماده پیرولیز شده، و مقاومت به خوردگی پوشش‌های SPPS کمتر از سایر پوشش‌های مورد بررسی بود. نتایج آزمایش شوک حرارتی نشان داد که پوشش¬های بدون آلومینا بیشتر به شوک حرارتی مقاوم بودند. علت این امر حضور آلومینا بصورت فاز دوم یا محلول جامد در ساختار است. مقاومت به شوک حرارتی پوشش‌های نانو آگلومره بیشتر از پوشش¬های ایجاد شده با پودر پیش‌ماده پیرولیز شده بود. پوشش SPPS نیز در حالت کامپوزیتی مقاومت به شوک حرارتی ضعیفی از خود نشان داد اگرچه پوششSPPS غیر کامپوزیتی به شوک حرارتی مقاوم بود. نتایج آزمایش اکسیداسیون نشان داد که با افزودن آلومینا رشد لایهTGO محدود می¬شود. می¬توان گفت که حضور آلومینا بصورت محلول جامد و فاز دوم می¬تواند از رشد بیشتر لایه TGO جلوگیری کند. رشد ضخامت لایه TGO در پوشش‌های SPPS کمتر از پوشش‌های ایجاد شده با پودر نانوی آگلومره بود.
- Abstract
- YSZ and three kind of YSZ-Alumina composite TBC coatings composed of 0, 5, 10 wt% Alumina were deposited by method: SPPS, nano agglomerated powder spraying and pyrolyzed precursor powder spraying. Isothermal oxidation and shock resistance tests were done at 1100 and 900 oC respectively. Hot corrosion test in Na2SO4 + V2O5 molten salts were done at 750 oC. Characterization of microstructure and phase analysis after oxidation , thermal shock and hot corrosion tests were done by OP, SEM and XRD. Phase analysis of coatings after hot corrosion test showed formation of monoclinic zirconia and YV04 crystals. Which are known to cause degradation of coatings after hot corrosion test. The results showed that adding Alumina powder toYSZ increases the hot corrosion resistance of the coating. Degradation of YSZ-Alumina coatings occurred by lamellar cracking from the surface of coatings. Hot corrosion resistance of nano agglomerated coatings were better compared to pyrolyzed precursor coatings and hot corrosion resistance of SPPS coatings was the worst. The results of thermal shock test showed that nano structured YSZ coatings have better resistance compared to common coatings but nano coatings without Alumina are more resistant. Thermal shock resistance of nano agglomerated coatings was better than pyrolyzed precursor coatings. Also SPPS composite coatings had lower resistance than YSZ SPPS coatings. The results of oxidation test showed that oxidation resistance of coatings increased and the TGO growth rate decreased in YSZ-Alumina. Alumina presence as solid solution and second phase can prevent the TGO growth rate effectively. TGO growth rate in SPPS coatings is lower compared to nano agglomerated coatings. Pyrolization of unpyrolyzed portion of deposits in SPPS and pyrolyzed precursor coatings can affect the oxidation behavior.
