مطالعه مکانیزم تخریب پوشش سد حرارتی تحت شوک گرمایی با اعمال گرادیان دمایی در ضخامت پوشش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 عضو هیئت علمی- دانشکده مهندسی مواد- دانشگاه صنعتی اصفهان

3 عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان

4 دانشکده مهندسی مواد- دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

خستگی حرارتی (عمر شوک گرمایی) پوشش‌های سد حرارتی در قطعات ناحیه داغ عامل کلیدی در عملکرد توربین‌های هوایی است و شبیه‌سازی عملی جهت مطالعه شرایط نزدیک به کارکرد واقعی این پوشش‌ها در توربین ضرورت می‌یابد. به این منظور در تحقیق حاضر با استفاده از شعله‌ی دستگاه برنر ریگ و اعمال سرمایش هم‌زمان از پشت زیرلایه همراه با سرمایش سریع در سیکل‌های زمانی ثابت، شرایط واقعی سیکل شوک گرمایی توربین‌های هوایی طراحی و اجرا شد. در این پژوهش از پوشش متداول سد حرارتی دو لایه شامل پوشش پیوندی فلزی NiCoCrAlY و پوشش رویی سرامیکی YSZ اعمال شده با روش پاشش پلاسمایی(APS) استفاده شد. ریزساختار پوشش‌ها بعد از 10 و 40 سیکل آزمون شوک گرمایی برای ارزیابی مکانیزم واقعی تخریب پوشش‌ها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج حاکی از اثر تخریبی قابل توجه اکسیدهای بین لایه‌ای درون پوشش پیوندی با مورفولوژی صفحه‌ای است. این اکسیدها علاوه بر مصرف بیهوده آلومینیوم مورد نیاز برای محافظت پوشش در آلومینای فصل مشترک پوشش سرامیکی- پیوندی، موجب تشدید تنش‌های تخریبی در این فصل مشترک نیز می‌شوند. نقش راچتینگ پوشش در فصل مشترک پوشش سرامیکی و پوشش پیوندی بیش از ائر تنش‌های رشد هر دو نوع لایه اکسید حرارتی در فصل مشترک و بین لایه‌ای در خلال آزمون شوک گرمایی است.

کلیدواژه‌ها