تحلیل میکروساختاری و ارزیابی خواص مکانیکی پوشش‌های سد حرارتی حاصل از پودرهای میکرو و نانو CeYSZ در شرایط اکسیداسیون در دمای °C 1100

نویسندگان

1 دانشگاه بین المللی امام رضا

2 دانشگاه علامه طباطبایی

doi
10.22034/issst.2024.719089
چکیده

پژوهش حاضر با هدف مقایسه خواص پوشش‌های سد حرارتی حاصل از پودرهای میکرو و نانو اندازه CeYSZ: ZrO2 – 24 wt% CeO2 - 2.5 wt% Y2O3 انجام شده است. بر این اساس دو پوشش سد حرارتی میکرو و نانو CeYSZ به روش پاشش پلاسمای اتمسفری روی زیرلایه‌های IN738LC و با لایه فلزی CoNiCrAlY ایجاد شدند. از نانو پودر CeYSZ تولید شده به روش سل – ژل و از پودر میکرونی تجاری CeYSZ به ترتیب برای ایجاد پوشش‌های سد حرارتی نانو و میکرو CeYSZ استفاده شد. اکسیداسیون ایزوترم به مدت 50 ساعت برای بررسی رفتار دما بالای پوشش‌های سد حرارتی نانو و میکرو CeYSZ در نظر گرفته شد. قبل و بعد از آزمون اکسیداسیون، خواص پوشش‌های سد حرارتی نانو و میکرو CeYSZ به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و آزمون‌های نانو فرورفتگی و دیلاتومتری بررسی شدند. وجود ذرات نانو اندازه در پوشش سد حرارتی نانو CeYSZ منجر به افزایش مقاومت به اکسیداسیون آن نسبت به پوشش سد حرارتی دیگر شد. معیار ƞ = Wp / Wt (803/0)، پارامتر ضریب انبساط حرارتی (K-1 6- 10 × 12) و درصد تخلخل (10-8 درصد) محاسبه شده، تاییدی بر بهبود خواص پوشش سد حرارتی نانو CeYSZ نسبت به پوشش سد حرارتی میکرونی CeYSZ (689/0 ƞ =، K-1 6- 10 × 10، 15-17 درصد تخلخل) در نظر گرفته شد. همچنین از نظر پایداری فازی پوشش سد حرارتی نانو CeYSZ نسبت به پوشش سد حرارتی میکرو CeYSZ شرایط بهتری حین اکسیداسیون تجربه کرد.