بررسی عملکرد تشکیل ترک‌های عمودی در آزمون اکسیداسیون و شوک حرارتی پوشش نانو YSZ-40%wtAl2O3 اعمال شده روی YSZ با فرایند پاشش پلاسمایی اتمسفری

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری¬های ساخت، تهران، ایران.

2 کارشناس ارشد مهندسی خوردگی و حفاظت از مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

doi
10.71753/ma.2024.1089983
چکیده

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی عملکرد تشکیل ترک­های عمودی در راستای ضخامت پوشش روی و بهبود مقاومت به اکسیداسیون و شوک حرارتی پوشش­های سد حرارتی با فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری می­باشد. در این تحقیق ابتدا پودر 3 با استفاده از فرآیند هم­رسوبی سنتز و سپس با فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری روی اعمال شد. آزمون اکسیداسیون دما بالا در دمای ˚1100 و آزمون شوک حرارتی در دمای ˚1000 انجام گرفتند. مشخصه­های ساختاری و فازی پوشش­ها با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و پراش­سنجی پرتو بررسی شدند. مقایسه­ی ساختاری نمونه­ها نشان دادند استفاده از ترکیب یوتکتیک 3 به دلیل کاهش دمای ذوب ترکیب و افزایش ذوب شوندگی تماس مناسب بین اسپلت­ها را به همراه دارد. این پوشش افزایش 6/18 درصدی مقاومت به اکسیداسیون را نسبت به معمولی نشان داد. همچنین یافته­ها نشان دادند که تجزیه پیش­ماده پیرولیز نشده در ساختار پوشش منجر به ایجاد ترک­های عمودی در ساختار پوشش می­شود که با افزایش زمان اکسیداسیون تعداد ترک­های عمودی با فاصله­ی مشخص در ساختار پوشش نیز افزایش خواهد یافت. همچنین قابليت مناسب ترک­های عمودی ایجاد شده در پوشش از نظر تحمل تنش­ها، توانايي پوشش جهت آزادسازی تنش­ها در حين سيكل‌هاي حرارتي را افزايش داده و در نهایت به افزایش دوام پوشش منجر می‌شود.