Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przewodnictwo cieplne powłokowych barier cieplnych na bazie cyrkonianów ziem rzadkich

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 1

6--12

PL

W artykule dokonano charakterystyki podstawowych właściwości cieplnych powłokowych barier cieplnych na bazie cyrkonianów ziem rzadkich typu Gd2Zr2O7, Nd2Zr2O7, La2Zr2O7 i Sm2Zr2O7 otrzymanych metodą natrysku plazmowego APS. Wykonano badania dyfuzyjności cieplnej metodą laser- flash w zakresie temperatury 25÷1100°C przy ciągłej zmianie temperatury oraz w temperaturze 1100°C przez 10 godzin wygrzewania. Pomiar wykonano na stopie AMS5599, stopie AMS5599 z warstwą NiCrAlY oraz w układzie trójwarstwowym (stop AMS5599 + warstwa NiCrAlY + warstwa ceramiczna RE2Zr2O7). Stosując oprogramowanie Proteus firmy Netzsch oraz wyniki dla układu jednowarstwowego, za pomocą modelu dwuwarstwowego wyznaczono dyfuzyjność cieplną samej warstwy NiCrAlY. Następnie wyznaczono dyfuzyjność cieplną warstwy ceramicznej. Uzyskane wyniki wskazują na mniejszą wartość dyfuzyjności cieplnej i przewodnictwa cieplnego badanych warstw. Stwierdzono ponadto, iż wyniki te są inne niż rezultaty uzyskane dla proszków, co jest związane z wpływem mikrostruktury (porowatości i pęknięcia).

EN

The paper presents the investigation results of the basic thermal properties of thermal barrier coatings based on rare earth zirconates such as Gd2Zr2O7, Nd2Zr2O7, La2Zr2O7 and Sm2Zr2O7 deposited by the air plasma spray (APS) method. Thermal diffusivity measurements using the laser-flash method were performed n the range of 25÷1100°C at a continuously changing temperature and annealing at 1100°C for 10 hours. The measurements were performed on AMS 5599 alloy, AMS 5599 alloy with an NiCrAlY interlayer and AMS 5599 alloy + NiCrAlY interlayer + ceramic layer of RE2Zr2O7 samples. By using NETZSCH Proteus software and the results for the single-layer sample, the thermal diffusivity of the interlayer itself was determined by means of the double-layer model. A similar method was used to determine the thermal diffusivity of the ceramic layer. The obtained results indicate a lower thermal diffusivity and thermal conductivity of the new type of coatings in comparison with standard zirconia based TBCs. Those results are slightly different compared with the results obtained for the initial powders, which indicates the crucial role of the ceramic layer microstructure (crack architecture and porosity).

2

Mikrostruktura i przewodnictwo cieplne powłokowych barier cieplnych typu DCL-Gd2Zr2O7/8YSZ

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 3

252--257

PL

W artykule przedstawiono wyniki oceny mikrostruktury oraz podstawowych właściwości cieplnych powłokowych barier cieplnych typu Gd2Zr2O7/8YSZ otrzymanych metodą natrysku plazmowego APS na stopie niklu AMS5599 z warstwą podkładową NiCrAlY. Scharakteryzowano mikrostrukturę i topografię zewnętrznej warstwy ceramicznej i określono jej skład fazowy. Określono grubość warstwy ceramicznej, a także jej porowatość, określając udział porów sferycznych, horyzontalnych i wertykalnych. Dokonano również pomiaru dyfuzyjności cieplnej warstw ceramicznych w zakresie temperatury 25÷1100°C. Dyfuzyjność cieplną wyznaczono na podstawie modelu dwuwarstwowego uwzględniającego opór cieplny. Na podstawie tych pomiarów oraz wartości ciepła właściwego, gęstości i współczynnika rozszerzalności cieplnej obliczono wartość przewodnictwa cieplnego warstw TBC. Uzyskane wyniki efektywnego przewodnictwa cieplnego skorygowano, uwzględniając porowatość warstw ceramicznych.

EN

The results of microstructural investigations and characterization of basic insulation properties of Gd2Zr2O7/8YSZ thermal barrier coatings deposited by the air plasma spraying method on AMS5599 Ni-based alloys with an NiCrAlY bondcoat are presented in this article. The microstructural characterization of the ceramic top-coat included morphology and topography descriptions of the surface as well as phase composition. The thickness of the ceramic layers and their porosity with detailed characterization of the spherical, vertical and horizontal pores was made. Thermal diffusivity measurements were performed within the temperature range of 25÷1100°C. The calculations were made on the basis of a double-layer model with thermal contact resistance. On the basis of these results and values of specific heat, density and thermal expansion coefficient, the thermal conductivity value was calculated. The obtained results were corrected from the porosity point of view.

3

Charakterystyka zjawisk mikrostrukturalnych w strefie tlenków TGO w powłokowych barierach cieplnych typu RE2 Zr2O7

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 1

18--23

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych przeprowadzonych w strefie TGO w warstwach TBC typu Gd 2Zr2O7, La 2Zr2O7, Nd2Zr2O7 i Sm 2Zr2O7 otrzymanych metodą natrysku plazmowego APS na stopie niklu AMS5599 i warstwie podkładowej NiCrAlY. Analizowane systemy TBC poddano utlenianiu izotermicznemu w temperaturze 1100°C w powietrzu przez łączny czas wynoszący 500 h. Po zakończeniu testu wykonano badania mikroskopowe, na podstawie których określono grubość strefy TGO we wszystkich czterech przypadkach. Uzyskane wyniki odniesiono do pomiarów przeprowadzonych dla warstwy konwencjonalnej typu 8YSZ utlenianej w tych samych warunkach. Wykonane analizy wykazały większą szybkość wzrostu strefy TGO w przypadku warstw otrzymanych z proszków cyrkonianowych. Efekt ten jest szczególnie silny już po 10 h testu, a jego intensywność rośnie wraz z upływem czasu utleniania. Badania mikrostruktury strefy TGO w warstwach cyrkonianowych wykazały, że tlenki te charakteryzują się budową złożoną, a ich morfologia różni się znacznie w obszarze dna i wierzchołka profilu chropowatości międzywarstwy. Badania składu chemicznego w mikroobszarach wykonane metodą EDS oraz ocena składu fazowego dokonana za pomocą EBSD wykazały możliwość tworzenia się w strefie TGO, poza tlenkiem α-Al2O3, również spineli oraz tlenków przejściowych z układu RE-Zr-O o strukturze sieci typu perowskitów REAlO3. Wyniki te zostały potwierdzone za pomocą konwencjonalnej analizy składu fazowego metodą XRD na powierzchni warstw TBC po odpadnięciu zewnętrznej warstwy ceramicznej.

EN

The results of microstructural tests carried out in the TGO zone in TBC layers type Gd 2Zr2O7, La 2Zr2O7, Nd 2Zr2O7 and Sm 2Zr2O7, obtained by the APS method on the AMS5599 nickel alloy and the NiCrAlY bond-coat, are presented in this paper. The analyzed TBC systems underwent isothermal oxidation at a temperature of 1100°C for 500 h. After having prepared the samples, microscopic tests were carried out, on the basis of which the thickness of the TGO zone was defined in all four cases. The obtained results were then subjected to measurements, which were carried out on an example of the 8YSZ conventional layer, oxidized in the same conditions. The conducted analyses revealed predominantly higher kinetics in growth of the TGO zone in the case of layers, which were obtained from zirconate powders. This effect is particularly strong already after 10 h of testing and its intensity grows together with time. The tests of the microstructure of the TGO zone in the zirconate layers revealed that these oxides were characterized by a complex structure and their morphology was considerably different in the bottom area and on the top of the roughness profile of the bond-coat. Tests of the chemical composition in microareas carried out by the EDS method and evaluation of the phases composition, carried out by EBSD revealed that in the TGO zone, evidently except the α-Al2O3 oxide, complex oxides of spinel lattice as well as transitional oxides from the RE-Zr-O system of the REAlO3 perovskites type lattice structure were able to form themselves. The results of the tests were also proved by conventional analysis of the phase composition by the XRD method on the surface of the TBC layers after the outside ceramic layer fell off.

4

Charakterystyka wybranych właściwości cieplnych proszków ceramicznych typu RE2Zr2O7

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1107-1112

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań charakteryzujące podstawowe właściwości cieplne proszków ceramicznych typu RE2Zr2O7 o strukturze pyrochlorów, przeznaczonych do natryskiwania plazmowego powłokowych warstw barierowych. Badaniom poddano cztery proszki nowego typu, gdzie RE = Gd, Sm, Nd, La oraz standardowy proszek typu ZrO2.8Y2O3. Zakres zrealizowanych badań obejmował ocenę dyfuzyjności cieplnej proszków metodą laser-flash w zakresie temperatury od 25°C do 1500°C. Dokonano również pomiaru ciepła właściwego oraz współczynnika rozszerzalności cieplnej w tym samym zakresie. Badania wykonane zostały na pastylkach otrzymanych w wyniku prasowania. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono wartość przewodnictwa cieplnego ceramiki pyrochlorowej, która stanowi podstawowe kryterium oceny i doboru proszków przeznaczonych do natryskiwania powłokowych warstw barierowych. Stwierdzono, że wszystkie cztery proszki nowego typu wykazują zdecydowanie niższą wartość przewodnictwa cieplnego w całym zakresie temperatury.

EN

The paper presents the investigation results characterizing basic thermal properties of RE2Zr2O7 type ceramic powders with pyrochlore structure, designed for plasma spraying of thermal barrier coatings. Four powders of a new type, where RE = Gd, Sm, Nd and La, and standard powder of ZrO2.8Y2O3 type were subjected to the investigation. The investigation scope included thermal diffusivity assessment of the powders with the laser-flash method within the temperature range from 25°C to 1500°C. Specific heat and thermal expansion coefficient measurements were also performed in the same temperature range. Testing was performed on the pellets obtained by pressing the powders. On the basis of the results obtained, thermal conductivity value of the pyrochlore ceramics was calculated, which is the basic criterion for assessment and selection of the powders intended for spraying the thermal barrier coatings. It was found that all four powders of a new type showed a definitely lower value of thermal conductivity within the entire temperature range.

5

Charakterystyka mikrostruktury powłokowych warstw barierowych typu RE2Zr2O7

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1113-1116

PL

W artykule przedstawiono wyniki oceny mikrostruktury powłokowych warstw barierowych otrzymywanych w wyniku natryskiwania plazmowego proszków o ogólnym wzorze RE2Zr2O7. Zastosowano standardowe parametry procesu natryskiwania metodą APS. Dokonano oceny wizualnej warstw oraz ilościowej i jakościowej charakterystyki zewnętrznej warstwy ceramicznej metodą mikroskopii laserowej. Określono chropowatość oraz inne parametry geometryczne opisujące powierzchnię warstw TBC. Dokonano również oceny składu chemicznego i fazowego warstwy ceramicznej oraz oceny mikrostruktury warstw z punktu widzenia spełnienia warunków kryterialnych oceny powłokowych warstw ceramicznych. Wykonano także badania porowatości międzywarstwy oraz warstwy ceramicznej. Oceniono także ogólną jakość układu TBC z punktu widzenia obecności pęknięć, rozwarstwień oraz porowatości masywnej. Stwierdzono, że otrzymane warstwy nowego typu spełniają wymagania jakościowe stosowane do oceny warstw konwencjonalnych otrzymywanych w wyniku natryskiwania tlenku 8YSZ.

EN

The paper presents microstructural assessment results of thermal barrier coatings deposited by plasma spraying of the powders with the general formula of RE2Zr2O7. Standard parameters of the air plasma spraying (APS) method were used. A visual assessment of layers and quantitative and qualitative characteristics of an outer ceramic layer with the laser microscopy method were performed. Roughness and other geometric parameters describing the TBC surface were determined. Chemical and phase composition analysis of the ceramic layer was also carried out. Microstructural assessment of the layers for meeting the assessment criteria of the ceramic coatings was also carried out. The interlayer and ceramic layer porosity assessment was performed. The TBC system general quality was assessed for presence of cracks, delamination and massive porosity. It was found that the new type of layers obtained meet the quality requirements used for assessment of the conventional layers obtained by spraying 8YSZ zirconia.