Degradacja powierzchni zewnętrznej warstw ceramicznych powłok TBC typu Gd2Zr2O7 + 8YSZ w warunkach utleniania statycznego w temperaturze 1100°C

• Autorzy: Moskal, G. , Mikuśkiewicz, M.

Warianty tytułu

EN

Top surface degradation process of Gd2Zr2O7 + 8YSZ type ceramic layers of TBC systems during static oxidation test at temperature 1100°C

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny degradacji w warunkach utleniania warstw ceramicznych powłokowych barier cieplnych natryskiwanych plazmowo przy użyciu proszków typu Gd2Zr2O7 oraz 8YSZ w proporcjach 50/50, 25/75 oraz 75/25. Dokonano oceny makro i mikrostruktury warstw ceramicznej po okresie 500 godzin ekspozycji w temperaturze 1100°C w atmosferze powietrza. Stwierdzono, że warstwy ceramiczne charakteryzują się zadowalającą przyczepnością w warunkach testu. Zniszczeniu uległy jedynie obszary na krawędziach cięcia próbek. Szczegółowa analiza powierzchni warstwy ceramicznej wykazała, że tworzą się na niej liczne pustki będące efektem roztrawiania cieplnego materiału ceramicznego. Zjawisko to może wpływać na zwiększenie ilości porów otwartych, a to z kolei przyspieszać może proces niszczenia warstwy TBC.

EN

Results of investigations related to degradation process assessement of ceramic topcoat of thermal barier coatings in atmosphere of air was showed in this article. Those TBC systems was deposited by thermal sprying process of mixed feedstock powders of Gd2Zr2O7 and 8YSZ types in ratio as follow: of 50/50, 25/75 and 75/25. The evaluation of macro and microstructure of ceramic top coat after exposition at 1100°C during 500 hours was made. It was detected that ceramic coatings of all types are characterized by good adhesion to the bond-coat expect areas of edges of specimens. Detailed analysis of top surface of ceramic layer revealed that many voids is created during test. That the result of so called thermal etching of ceramic. This phenomena can influence on increasing of open porosity, which can accelerated destruction process of whole TBC system.

Słowa kluczowe

PL

powłokowe bariery cieplne; cyrkonian gadolinu; 8YSZ; degradacja

EN

thermal barrier coatings; gadolinium zirconate; 8YSZ; degradation

• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 72--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys.

Twórcy

autor

Moskal, G.

• Politechnika Śląska, Instytut Nauki o Materiałach, Katowice,

autor

Mikuśkiewicz, M.

• Politechnika Śląska, Instytut Nauki o Materiałach, Katowice,

Bibliografia

• 1. F.C. Toriz, A.B. Thakker, S.K. Gupta, ASME-88-GT-279 (1988), 1
• 2. K.D. Sheffl er, D.K. Gupta, ASME-88-GT- 286 (1988), 1
• 3. S.M. Meier, D.M. Nissley, K.D. Sheffl er, T.A. Cruse, Trans. of ASME 114 (1992), 258
• 4. F. Cernuschi, P. Bianchi, M. Leoni, P. Scardi, J. Therm. Spray Technol 8 (1999), 102
• 5. Y. R. Vassen, F. Tietz, G. Kerkhoff, D. Stover, in Proceedings of the 6th Liege Conference on Materials for Advanced Power Engineering, Edited by J. Lecomte-Beckers, F. Schuber, and P.J. Ennis. ASM Thermal Spray Society, Liege, Belgium, (1998), 1627
• 6. J. Thornton and Majumdar, in Proceedings of the International Thermal Spray Conference ’95 (Kobe, Japan, May 1995), Thermal Spraying-Current Status and Future Trends. Edited by A. Ohmori. ASM Thermal Spray Society, Osaka, Japan, (1995), 1075.
• 7. U. Bast and E. Schumann, Ceram. Eng. Sci. Proc. 23 (2002), 525
• 8. J. Wu, X. Zh. Wei, N. P. Padture, P. G. Klemens, M. Gell, E. Garcia, P. Miranzo, M. I. Osendi, J. Am. Ceram. Soc. 85 (2002), 3031
• 9. H. Lehmann, D. Pitzer, G. Pracht, R. Vassen, D. Stover, J. Am. Ceram. Soc. 86 (2003), 1338
• 10. R. Vassen, X. Q. Cao, F. Tietz, D. Basu, D. Stover, J. Am. Ceram. Soc. 83 (2000), 2023
• 11. J. Wu, X. Zh. Wei, N. P. Padture, P. G. Klemens, M. Gell, E. Garcia, P. Miranzo, M. I. Osendi, J. Mater. Res. 17 (2002), 3193
• 12. G. Suresh, G. Seenivasan, M. V. Krishnaiah, P. S. Murti, J. Nucl. Mater. 249 (1997), 259
• 13. M. J. Malony, U.S. Patent 6, 284, 323 (2001)
• 14. R. Subramanian, U.S. Patent 6, 387, 539 (2002)
• 15. R. Vaben, F. Traeger, D. Stover, Int. J. Appl Ceram. Technol. 1 (2004), 356
• 16. G. Moskal, A. Grabowski, Key Eng. Mat. Vol. 465 (2011), 219
• 17. G. Moskal, A. Iwaniak and A. Rozmysłowska-Grund, Key Eng. Mat. Vol. 484 (2011), 152
• 18. G. Moskal in, Proceedings of the Thirtieth International Thermal Conductivity Conference Proceedings of the Eighteenth International Thermal Expansion Symposium (2009), Pittsburgh, Pennsylvania, USA, DEStech Publications, Inc., eds. D.S. Gaal and P.S Gaal, 451
• 19. G. Moskal and G. Dercz, Sol. St. Phen. 163 (2010), 157.
• 20. G. Moskal, L. Swadźba and B. Witala, Def. Diff. Forum 312-315 (2011), 577
• 21. G. Moskal, L. Swadźba, M. Hetmańczyk, B. Witala, B. Mendala, J. Mendala and P. Sosnowy, J. Eur. Cer. Soc. 32 (2012), 2025
• 22. G. Moskal, L. Swadźba, M. Hetmańczyk, B. Witala, B. Mendala, J. Mendala and P. Sosnowy, J. Eur. Cer. Soc. 32 (2012), 2035
• 23. A. Keyvani, M. Saremi, M. Heydarzadeh Sohi, J. Alloys Comp. 506 (2010), 103
• 24. A. Keyvani, M. Saremi, M. Heydarzadeh Sohi, J. Alloys Comp. 509 (2011), 8370
• 25. S. Sharafat, A. Kobayashi,V. Ogden and N.M. Ghoniem, Vacuum 59 (2000), 18
• 26. A.C. Karaoglanli, E. Altuncu, I. Ozdemir, A. Turk and F. Ustel, Surf. Coat. Tech. 205 (2011), S369
• 27. S. Rangaraj, K. Kokini, Acta Mater. 51 (2003), 251
• 28. M.H. Habibi, Li Wang S.M. Guo, J. Europ. Ceram. Soci. 32 (2012), 1635
• 29. S.J. Schneider, R.S. Roth and J.L. Waring, J Res Nat Bureau Stand A 65 (1961), 345
• 30. N.A. Toropov and T.P. Kiseleva, Russ J Inorg Chem 6 (1961), 1193
• 31. I.A. Bondar and N.V. Vinogradova. Bull Acad Sci USSR – Div Chem Sci 5 (1964), 737
• 32. P.P. Budnikov, V.I. Kushakovskii and V.S. Belavantsev, Dokl Chem 165 (1965), 1177
• 33. M. Rolin and P.H. Thanh, Rev Hautes Temp Refract 2 (1965), 175
• 34. I.A. Bondar and N.A. Toropov, Bull Acad Sci USSR – Div Chem Sci 2 (1966), 195
• 35. N.I. Timofeeva, E.N. Timofeeva, L.N. Drozdova and O.A. Mordovin, Inorg Mat 5 (1969), 1476
• 36. L.M. Lopato, L.V. Nazarenko, G.I. Gerasimyuk and A.V. Shevchenko, Neorg Mater 28 (1992), 28
• 37. G. Moskal, L. Swadźba, M.Hetmańczyk and B. Witala, Def. Diff. Forum 312-315 (2011), 583
• 38. D.A. Jerebtsov, G.G. Mikhailov and S.V. Sverdina. Ceram Int 26 (2000), 821
• 39. S.M. Lakiza and L.M. Lopato, J Am Ceram Soc 80 (1997), 89
• 40. O. Fabrichnaya and F. Aldinger, Z Metallkd 95 (2004), 27