Wybrane zagadnienia natryskiwania plazmowego w warunkach obniżonego ciśnienia LPPS powłokowych barier cieplnych na podłożu stopów tytanu na osnowie faz międzymetalicznych γ (TiAl)

• Autorzy: Góral M. , Sieniawski J. , Kubiak K.

Warianty tytułu

EN

The technological aspects of Thermal barrier Coatings deposition on TiAl intermetallics by LPPS-Thin Film Technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono ogólną charakterystykę procesów wytwarzania międzywarstw dla powłokowych barier cieplnych (TBC) na podłożu elementów wykonanych ze stopów tytanu na osnowie fazy międzymetalicznej γ (TiAl). Przeprowadzono analizę zastosowania procesów natryskiwania plazmowego w warunkach ciśnienia atmosferycznego (APS) oraz fizycznego osadzania z fazy gazowej z odparowaniem za pomocą wiązki elektronów (EB-PVD). Omówiono obecnie wprowadzany nowy proces natryskiwania plazmowego w warunkach obniżonego ciśnienia (LPPS Thin Film). Przedstawiono koncepcję zastosowania tej metody do wytwarzania warstwy ceramicznej powłokowych barier cieplnych na łopatkach turbiny niskiego ciśnienia silników lotniczych wytwarzanych ze stopów tytanu na osnowie fazy międzymetalicznej γ (TiAl).

EN

The authors presented in the article the general characterization of the bondcoat deposition processes for the thermal barrier coatings on elements made of titanium alloys based on the γ (TiAl) intermetallic phase. The analysis of application of the plasma spraying processes under atmospheric pressure (APS) and physical vapour deposition involving ingot evaporation with electron beam (EB-PVD) was performed. The currently introduced new plasma spraying process under low pressure (LPPS Thin Film) was described. The authors presented a concept of application for this method of obtaining the ceramic layer for thermal barrier coatings. The layer is deposited on the low-pressure turbine blades of aircraft engines made of titanium alloys on the base of γ-(TiAl) intermetallic phase.

Słowa kluczowe

PL

powłokowe bariery cieplne; stopy tytanu na osnowie fazy międzymetalicznej γ (TiAl)

EN

Thermal Barrier Coatnigns; TiAl intermetallics

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 2
• Strony: 75--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Góral M.

• Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Sieniawski J.

• Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Kubiak K.

• Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Tang Z., Niewolak L., Shemet V., Singheiser L., Quadakkers W. J., Wang F., Wu W., Gil A.: Development of oxidation resistant coatings for γ-TiAl based alloys. Materials Science and Engineering A328 (2002) 297÷301.
• [2] Mabuchi H., Tsuda H., Kawakami T., Nakamatsu S., Matusi T., Mori K.: Oxidation resistant coating for gamma titanium aluminides by pack cementation. Scripta Materialia 41 (5) (1999) 511÷516.
• [3] Jung H. G., Kim K. Y.: Effect of ternary elements on oxidation behaviour of aluminized TiAl alloys. Oxidation of metals 58 (2002) 197÷216.
• [4] Zhou Ch., Xu H., Gong Sh., Yang Y., Kim K. Y.: A study on aluminide and Cr-modified aluminide coatings on TiAl alloys by pack cementation method. Surface and Coatings Technology 132 (2000) 117÷123.
• [5] Nishimoto T., Izumi T., Hayashi Sh., Narita T.: Two-step Cr and Al diffusion coating on TiAl at high temperatures. Intermetallics 11 (2003) 225÷235.
• [6] Xiang Z. D., Rose S. R.: Oxidation resistance of diffusion coatings formed by pack-codeposition of Al and Si on γ-TiAl. Journal of Materials Science 39 (6) (2004) 2099÷2106.
• [7] Sasaki T., Yagi T., Watanabe T., Yanagisawa A.: Aluminizing of TiAl-based alloy using thermal spray coating. Surface and Coatings Technology 2005 (2011) 3900÷3904.
• [8] Chu M. S., Wu S. K.: The improvment of high temperature oxidation of Ti-50Al by sputtering Al film and subsequend interdiffusion treatment. Acta Materialia 51 (2003) 3109÷3120.
• [9] Li. X. Y., Zhu Y. C., Iwamoto N., Matsunaga Y., Nakagawa K., Taniguchi S.: Influence of Al film deposition and following treatment on the high temperature isothermal oxidation behaviour on a γ-TiAl based alloy. Surface and Coatings Technology 136 (2001) 276÷280.
• [10] Gauthier V., Dettenwagnger F., Schutze M.: Oxitation behaviour of γ-TiAl coated with zirconia thermal barriers. Intermetallics 10 (2002) 667÷674.
• [11] Leyens C., Braun R., Frolich M., Hovsepian P. Eh.: Recent progress in the coating protection of gamma titanium aluminides. Journal of Materials 1 (2006) 17÷21.
• [12] Donchev A., Braun R., Schutze M.: Optimizing thermally grown oxide for thermal barrier coatings on TiAl components via fluorine treatment. Journal of Materials 1 (2010) 70÷74.
• [13] Cheng Y. X., Wang W., Zhu S. L., Xin L., Wang F. H.: Arc ion plated Cr2O3 intermediate film as a diffusion barrier between NiCrAlY and γ-TiAl. Intermetallics 18 (2010) 736÷739.
• [14] Frolich M., Braun R., Leyens Ch.: Oxidation resistant coatings in combination with thermal barrier coatings on γ-TiAl alloys for high-temperature applications. Surface and Coatings Technology 201 (2006) 3911÷3917.
• [15] Braun R., Frohlich M., Braue W., Leyens Ch.: Oxitation behaviour of gamma titanium aluminides with EB-PVD thermal barrier coatings exposed to air at 900°C. Surface & Coatings Technology 202 (2007) 676÷680.
• [16] Braun R., Rovere F., Mayrhofer P. H., Leyens C., Environmental protection og γ-TiAl based alloy Ti-45Al-8Nb by CrAlYN thin film and thermal barrier coatings, Intermetallics 18 (2010), str. 479-486,
• [17] Refke A., Gindrat M.,von Niessen K., Damani R.: LPPS thin film: A hybrid coating technology between thermal spray and PVD for functional thin coatings and large area applications. Materiały konferencyjne Thermal Spray 2007: Global Coating Solutions.
• [18] Hospach A., Mauer G., Vaßen R., Stöver D.: Columnar-structured thermal barrier coatings (TBCs) by thin film low-pressure plasma spraying (LPPSTF). Journal of Thermal Spray Technology 20 (1-2) (2011) 116÷120.
• [19] Niessen K., Gindrat M., Refke A.: Vapour phase deposition using plasma spray-PVD. Journal of Thermal Spray Technology 19 (1-2) (2010) 502÷509.
• [20] Harder B.: Changing the game: Ceramic coatings. Materiały informacyjne NASA, http://www.nasa.gov/topics/technology/features/ceramic_coatings. html.
• [21] Gindrat M., Refke A., Schmid R.: Process characterization of LPPS thin film processes with optical diagnostics. M. Gindrat, A. Refke R. Schmid, Materiały Konferencyjne “Thermal Spray 2007”: Global Coating Solutions 826÷831.
• [22] Niessen K., Gindrat M.: Plasma spray-PVD: A new thermal spray process to deposit out of the vapour phase. Journal of Thermal Spray Technology 19 (1-2) (2011) 502÷509.