Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure, mechanical and thermal properties of YSZ thermal barrier coatings deposited by axial suspension plasma spraying

Poliarus Olena, Morgiel Jerzy, Żórawski Wojciech, Góral Anna, Pomorska Małgorzata, Wojciechowski Krzysztof T., Cherniushok Oleksandr

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no., e89, 2023

EN

Yttrium-stabilized zirconia (YSZ) thermal barrier coatings (TBCs) are indispensable elements of present-day turbine propulsion systems. The ones deposited with atmospheric plasma spraying (APS) are characterized by required low thermal conductivity, but they are unable to survive frequent thermomechanical loading and therefore their application is limited to parts remaining stationary. Expanding capability of TBCs is sought in various areas, but the one realized through modification of most proliferated apparatus used for plasma spraying (PS) (from radial to axial injection) and substituting micrometric powders with the nano-structured suspension needs least changes in the industry established procedures and offers the highest property improvement. The present experiment covered the deposition of ZrO2-8Y2O3 YSZ TBC using both atmospheric and suspension PS processes. They were performed with commercial micrometric and nano-structured YSZ (8% Y2O3) powders. The coatings morphology and microstructure were characterized with 3D profilometry, scanning and transmission electron microscopy (SEM/TEM) methods. Finally, the coating’s hardness and heat conductivity were measured. This complex approach allowed to state that PS of micrometric t’-ZrO2 powder having an admixture of m-ZrO2 phase is capable of only partial improvement in its homogenization. However, the suspension PS process of nano-structured powder eliminated any traces of the monoclinic phase from the coating. The TEM microstructure observations indicated that the suspension PS coating is built by in-flight solidified droplets as well as by the melted ones flattened on arrival. A surface layer of liquefied material on solid droplets increases their adhesion to surface asperities promoting pseudo-columnar growth of the coating. The preservation of monotonic slow increase of thermal conductivity during heating of the suspension PS coating means, that its pseudo-columnar microstructure is better suited to withstand high strains during such treatment.

2

The influence of interlayer thickness on temperature distribution and stress in thermal barrier coatings

Jasik A.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2017

|

no. 1

99--102

EN

The article presents the results of numerical calculations of temperature distribution and thermal stress in a thermal barrier coating (TBC) applied by thermal spraying on the element of nickel superalloy. The assumed point of reference was a set of conventional TBCs made of the 8YSZ powder with the insulating layer thickness ranging between 150 μm and 300 μm. A numerical analysis was conducted to examine thermal barrier coatings where the outer ceramic layer was made of powders of a new type with the generalised formula being RE2Zr2O7, where RE = Gd, La, Sm, and Nd. For all cases, it was assumed that the primer would be the NiCoCrAlY type coating obtained by plasma spraying similarly to the outer insulating layer. The primer depth ranged from 150 μm to 300 μm. The assumed substrate material was the In 625 type nickel superalloy.

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych rozkładu temperatury i naprężeń cieplnych w powłokowej barierze cieplnej (TBC) naniesionej na elemencie z nadstopu niklu metodą natrysku cieplnego. Jako punkt odniesienia przyjęto konwencjonalne powłoki TBC otrzymane z proszku 8YSZ o grubości warstwy izolacyjnej na poziomie wynoszącym od 150 μm do 300μm. Analizie numerycznej poddano powłoki TBC, w których zewnętrzną warstwę ceramiczną otrzymano z proszków nowego typu o ogólnym wzorze RE2Zr2O7, gdzie RE=Gd, La, Sm i Nd. We wszystkich przypadkach przyjęto, że warstwa podkładowa to powłoka typu NiCoCrAlY otrzymana metodą natrysku plazmowego, podobnie jak zewnętrzna warstwa izolacyjna. Grubość warstwy podkładowej wynosi od 150 μm do 300 μm. Jako materiał podłoża przyjęto nadstop niklu typu In 625.

3

Modelowanie rozkładu temperatury w powłokowych barierach cieplnych

Jasik A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 2

78--82

PL

W artykule przedstawiono przykład zastosowania obliczeń numerycznych metodą elementów skończonych, jako narzędzia charakteryzującego rozkład temperatury w powłokowych barierach cieplnych o różnego rodzaju ceramicznych warstwach izolacyjnych. Dokonano analizy rozkładu temperatury w powłokach o różnej grubości. Założono zastosowanie konwencjonalnego tlenku cyrkony modyfikowanego tlenkiem itru (8YSZ) oraz nowego typu materiału ceramicznego z grupy tzw. pirochlorów o wzorze La2Zr2O7.

EN

The paper presents an example of application of numerical calculations using finite element method as a tool of temperature distribution characterization in thermal barrier coatings based on different type pf outer ceramic insulation layers. The paper shows the results of the temperature distribution in ceramic layers with different thickness. As an outer layer the conventional yttria stabilized zirconia (8YSZ) and pyrochlore type material with formula La2Zr2O7 were used.

4

Thermal barrier coating on I.C engine cylinder liner

Guruprakash V., Harivignesh N., Karthick G., Bose N.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 81, nr 1

37--41

EN

Purpose: In this research, Cerium Stabilized Zirconia is coated on the I.C engine cylinder liner using Plasma Spray Coating technique. The coating system has effects on the fuel consumption, the power and the combustion efficiency, pollution contents. Their performance characteristics and results are studied and tabulated. Design/methodology/approach: Thermal Barrier Coating (TBC) are used to achieve the reduced heat rejection in engine cylinders. It is known that the efficiency of internal combustion diesel engines changes 38-42%. It is about 60% of the fuel energy dismissed from combustion chamber. Findings: The results showed that, increasing the brake thermal efficiency and decreasing the specific fuel consumption for the light heat rejection engine with thermal coated cylinder liner compared to that of standard engine. There was increasing the NOx emission and O2 for thermal barrier coated engine. Practical implications: To save energy, combustion chamber component is coated with low thermal conduction materials. In this paper, we are giving idea to thermal barrier coating and ceramic materials which are used for making low heat released engines. It reduces the excessive heat transfer to the coolant and exhaust system, thus improves the mechanical and thermal efficiency

5

Wybrane właściwości powłok TBC wytwarzanych metodą Triplex Pro 200 z otworami wycinanymi laserem

Sosnowy P., Swadźba L., Jurczak M., Witala B., Supernak W.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

542--546

PL

W artykule przedstawiono badania nad wdrożeniem powłokowej bariery cieplnej tlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru typu 8YSZ oraz powłoki międzywarstwy NiCoCrAlY otrzymane z zastosowaniem palnika trójelektrodowego Triplex Pro 200. Przedstawiono wyniki z badania materiałów powłokowych otrzymane podczas realizacji procesu natryskiwania. Próbki z nałożonymi powłokami poddano badaniom mikroskopowym w celu oceny mikrostruktury oraz przeprowadzono sprawdzenie siły wiązania dla otrzymanych powłok. Przedstawiono wyniki otrzymane z pomiarów za pomocą kamery termowizyjnej Accuraspray g3 prędkości i temperatury cząsteczek materiału podczas procesu natryskiwania powłok. W dalszej części artykułu, przedstawiono obrazy mikrostruktury powłok po procesie drążenia otworów metodą wycinania za pomocą lasera YAG. Zakres badań obejmował próby utleniania wysokotemperaturowego statycznego i cyklicznego w temperaturze 1100°C, badanie odporności korozyjnej w środowisku związków siarki w temperaturze 900°C, badanie odporności na cykliczne utlenianie i korozję wysokotemperaturową w temperaturze 1100°C (test burner rig).

EN

This paper will present the study on the implementation of a thermal barrier coating of zirconia stabilized with 8YSZ type yttrium oxide with NiCo- CrAlY interlayer obtained using three electrodes torch Triplex Pro 200. The results ofstudies ofcoating materials obtained during the process of spraying the sample imposed coatings were tested and the bonding strength test was performed for the obtained coatings. In addition, presented results obtained during the velocity and temperature of the coating material particles during spray coating using a thermal imaging camera Accuraspray g3. The remainder ofthe article presents the images coating microstructures with holes after cutting process using a YAG laser. The scope of the research includes tests of static and cyclic oxidation at high temperature of 1100°C, the study of corrosion resistance in sulphur compounds environment at 900°C, the test of cyclic resistance to high temperature oxidation and corrosion at 1100°C (burner rig test).

6

Mikrostruktura i twardość powłokowej bariery cieplnej na odlewie z żarowytrzymałego stopu na osnowie kobaltu

Opiekun Z., Pająk D.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 6

374-377

PL

W artykule przedstawiono mikrostrukturę i właściwości mechaniczne powłokowej bariery cieplnej (TBC) wykonanej z ZrO2 na odlewie płytki ze stopu kobaltu MAR-M509. Na podstawie pomiarów mikrotwardości wykonanych piramidką Berkovitz'a przy użyciu Nano Scratch - Testera, CSM Instruments stwierdzono, że mikrotwardość TBC jest około 18 % większa niż mikrotwardość fazy [gamma] (osnowy stopu MAR-M509).

EN

The manuscript presents a microstructure and mechanical properties of thermal barrier coating (TBC) made of ZrO2 and deposited on a plate coating made of cobalt alloy MAR-M509. Based on measurements of microhardness made with Berkovitz's indenter when Nano Scratch - Tester, CSM Instruments was used, it was stated that microhardness of TBC is about 18 % larger than microhardness of [gamma] phase (matrix of alloy MAR-M509).