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.
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).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.