فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پوشش‌های سد حرارتی به‌طور گسترده برای حفاظت از قطعات دما‌بالای توربین‌های گازی به‌کار می‌روند؛ با این حال، تشکیل ریزترک‌ها و تخلخل‌ها تحت تنش‌های حرارتی و محیط‌های خورنده می‌تواند دوام آن‌ها را کاهش دهد. در این پژوهش، رفتار ریزساختاری و پاسخ ترمیمی احتمالی پوشش‌های YSZ حاوی سیلیسیم با معماری تک‌لایه و دولایه بررسی شد. پوشش‌ها به روش پاشش پلاسمایی اتمسفری بر زیرلایه آلیاژ پایه نیکل اعمال شدند. برای ارزیابی عملکرد پوشش‌ها، آزمون‌های شوک حرارتی و خوردگی داغ انجام شد و ریزساختار، ترکیب موضعی و ویژگی‌های فازی نمونه‌ها به‌ترتیب با استفاده از SEM/EDS و GIXRD/XRD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور سیلیسیم در پوشش می‌تواند در دماهای بالا با اکسید شدن و تشکیل محصولات اکسیداسیون حاوی سیلیسیم، به پر شدن موضعی برخی ریزترک‌ها و محدود شدن ظاهری گسترش آن‌ها کمک کند. افزون بر این، معماری دولایه توزیع مناسب‌تری از گونه‌های حاوی سیلیسیم در ساختار پوشش نشان داد و از نظر کیفی با پایداری ریزساختاری بهتر در شرایط حرارتی و خورنده همراه بود. نتایج GIXRD/XRD حضور فازهای اصلی YSZ را پیش و پس از آزمون خوردگی داغ تأیید کرد. همچنین، اگرچه شناسایی قطعی فازهای بلوری حاوی سیلیسیم تنها بر پایه XRD، به دلیل هم‌پوشانی با پیک‌های پرشدت YSZ، امکان‌پذیر نبود، اما مجموعه شواهد حاصل از GIXRD، نتایج SEM/EDS و عملکرد بهتر پوشش‌های حاوی سیلیسیم با تشکیل محصولات اکسیداسیون حاوی سیلیسیم و نقش آن‌ها در پاسخ ترمیمی احتمالی سازگار بود. در مجموع، افزودن سیلیسیم همراه با طراحی دولایه می‌تواند رویکردی امیدبخش برای توسعه پوشش‌های سد حرارتی با پاسخ ترمیمی احتمالی باشد.