Targety ceramiczne na bazie tlenku cyrkonu do otrzymywania nanokrystalicznych żaroodpornych i żarowytrzymałych powłok

• Autorzy: Biesiada K. , Kostecki M. , Olszyna A.

Warianty tytułu

EN

Zirconium - based ceramic targets for producing nanocrystalline caotings resistant to heat and thermal creep

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologia ceramicznych barier termicznych (TBC) oparta jest głównie na materiałach z jedną barierą termiczną w postaci 7YSZ. Wysoka zawartość Y2O3 zapewnia wysoką stabilność fazową tworzywa YSZ. Niemniej poszukiwania alternatywnych materiałów na TBC prowadzone są najczęściej w kierunku modyfikacji tlenku cyrkonu. Osiągnięcie tego celu umożliwia zastosowanie proszku ZrO2 stabilizowanego Y2O3 i domieszkowanego tlenkami La, Gd i Nd. W pracy przedstawiono badania nad wytworzeniem katodowego targetu ceramicznego na bazie tlenku cyrkonu do otrzymywania metodami PVD nanokrystalicznych żaroodpornych i żarowytrzymałych powłok TBC, charakteryzującego się dużą gęstością (bliską gęstości teoretycznej) oraz jednorodną budową strukturalną i chemiczną.

EN

Thermal barrier ceramics (TBCs) has chiefly been produced in the 7YSZ form with the single thermal barrier. The high content of Y2O3 in the YSZ materials ensures their good phase stability. Nevertheless, investigastions aimed at finding alternative TBC materials are most often directed towards the zirconium oxide ZrO2 modified by various methods. Attempts have been made with a ZrO2 powder stabilized with Y2O3 and doped with La, Gd and Nd oxides. The present study was concerned with the fabrication of a cathodic zirconium oxide based ceramic target using the PVD methods, with the aim of producing nanocrystalline TBC coatings resistant to heat high density (close to the theoretical value), and is homogeneous in both the structural and chemical terms.

Słowa kluczowe

PL

targety ceramiczne; ceramika cyrkonowa; kompozyty ceramiczne

EN

ceramics targets; zirconium oxide ceramics; ceramics composites

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 1
• Strony: 35--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Biesiada K.

autor

Kostecki M.

autor

Olszyna A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1. NRC: Coatings for high-temperature structural materials: trends and opportunities. Washington, DC: National Academy of Sciences; 1996 [ISBN 0-309-05381-1].
• 2. Jones R.L.: Thermal barrier coatings. In: Stern KH, editor. Metallurgical and ceramic protective coatings. London: Chapman and Hall; 1996, 194–235.
• 3. Meier S.M., Gupta D.K.: The evolution of thermal barrier coatings in gas turbine engine applications. Trans ASME 1994;116:250–7.
• 4. Bewlay B.P., Jackson M.R., Zhao J-C.: Subramanian PR, Mendiratta MG, Lewandowski J.J.: Ultrahigh temperature Nb-silicidebased composites. MRS Bull 2003;28:646–53.
• 5. Morrison J.A., Merrill G.B., Ludeman E.M., Lane J.E.: Use of high temperature insulation for ceramic composites in gas turbines. US Patent, 6,197,424; 2001.
• 6. Kimmel J., Miriyala N., Price J., More K.L., Tortorelli P., Eaton H., et al.: Evaluation of CFCC liners with EBC after .eld testing in a gas turbine. J Eur Ceram Soc 2002;22:2769–75.
• 7. Lin H.T., Ferber M.K.: Mechanical reliability evaluation of silicon nitride ceramic components after exposure in industrial gas turbines. J Eur Ceram Soc 2002; 22: 2789–97.
• 8. Opila E.J.: Oxidation and volatilization of silica formers in watervapor. J Am Ceram Soc 2003; 86: 1238–48.
• 9. Wright P.K., Evans A.G:. Mechanisms governing the performance of thermal barrier coatings. Curr Opin Solid State Mater Sci 1999; 4: 255–65.
• 10. Stiger M.J., Yanar N.M., Topping M.G., Pettit F.S., Meier G.H.: Thermal barrier coatings for the 21st century. Zeit Metal 1999; 90: 1069–78.
• 11. Evans A.G., Mumm D.R., Hutchinson J.W., Meier G.H., Pettit F.S.: Mechanisms controlling the durability of thermal barrier coatings. Progr Mater Sci 2001; 46: 505–53.
• 12. Padture N.P., Gell M., Jordan E.H.: Thermal barrier coatings for gas turbine engine applications. Science 2002; 296: 280–4.
• 13. Schulz U., Leyens C., Fritscher K., Peters M., Saruhan-Brings B., Lavigne O., et al.: Some recent trends in research and technology of advanced thermal barrier coatings. Aerospace Sci Technol 2003; 7: 73–80.
• 14. Nicholls J.R.: Advances in coating design for high performance gas turbines. MRS Bull 2003; 28: 659–70.
• 15. Clarke D.R., Levi C.G.: Materials design for the next generation thermal barrier coatings. Ann Rev Mater Res 2003;33:383–417.
• 16. Levi C.G.: Emerging materials and processes for thermal barierr systems, Current Opinion in Solid State and Materials Science 8 (2004) 77–91.
• 17. Cao X.Q., Vassen R., Stoever D.: Ceramic materials for thermal barrier coatings. J Eur Ceram Soc 2004; 24.
• 18. Karlsson A.M., Hutchinson J.W., Evans A.G.: The displacement of the thermally grown oxide in thermal barrier systems upon temperature cycling. Mater Sci Eng 2003;A351:244–57.
• 19. He M.Y., Hutchinson J.W., Evans A.G.: Simulation of stresses and delamination in a plasma sprayed thermal barrier system upon thermal cycling. Mater Sci Eng 2003; A 345:172–8.
• 20. Schlichting K.W., Padture N.P., Jordan E.H., Gell M.: Failure modes in plasma sprayed thermal barrier coatings. Mater Sci Eng 2003; A342:120–30.
• 21. Busso E.P., Lin J., Sakurai S.: A mechanistic study of oxidationinduced degradation in a plasma sprayed thermal barrier coating system. Part II: life prediction model. Acta Mater 2001; 49: 1529–36.
• 22. Vassen R., Kerkho G., Stoever D.: Development of a micromechanical life prediction model for plasma sprayed thermal barrier coatings. Mater Sci Eng 2001; A 303:100–9.
• 23. Chen X., Hutchinson J.W., He M.Y., Evans A.G.: On the propagation and coalescence of delamination cracks in compressed coatings: with application to thermal barrier systems. Acta Mater 2003; 51: 2017–30.