بررسی رفتار خوردگی پوشش‌ سد حرارتی زیرکونیا - سریا - ایتریا - آلومینا - کاربید سیلیسیم در محیط سولفات سدیم - پنتا اکسید وانادیم (در معرض رسوب نمک Na2SO4-V2O5 در دمای 950 درجه سانتی‌گراد)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهرکرد

2 عضو هیأت علمی دانشگاه شهرکرد

3 عضو هیأت علمی دانشگاه یزد

چکیده

خوردگی داغ در محیط Na2SO4-V2O5 یکی از چالش‌های مهم در تخریب پوشش‌های سد حرارتی است. در این پژوهش پوشش CoNiCrAlY/CSZ+Al2O3+SiC با هدف ارتقای مقاومت به خوردگی داغ پوشش‌های سد حرارتی بر پایه زیرکونیا از طریق جایگزینی CoNiCrAlY/CSZ+Al2O3+SiC باCoNiCrAlY/CSZ ، به روش پاشش پلاسمای اتمسفری (APS) روی نمونه‌هایی از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل (IN738LC) اعمال شد. رفتار خوردگی داغ پوشش‌های اعمالی به روش سیکلی (با سیکل‌های 2 ساعته) با اعمال مخلوط نمک‌های Na2SO4-55 wt.% V2O5 روی نمونه‌ها و در دمای 950 درجه سانتی‌گراد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که پوشش CoNiCrAlY/CSZ+Al2O3+SiC مقاومت به خوردگی داغ بهتری نسبت به پوششCoNiCrAlY/CSZ دارد. بهبود مقاومت به خوردگی داغ حاصل شده بر حسب تفاوت در ریزساختار و تغییرات ریزساختاری صورت پذیرفته در مدت زمان آزمایش خوردگی داغ است. انجام استحاله زیرکونیای تتراگونال به مونوکلینیک و تشکیل کریستال‌های YVO4 و CeVO4 به‌عنوان محصولات خوردگی منجر به تخریب پوشش‌های سد حرارتی مورد بررسی شد.

کلیدواژه‌ها


[1]           G. Mehboob, M.-J. Liu, T. Xu, S. Hussain, G. Mehboob, and A. Tahir,, A review on failure mechanism of thermal barrier coatings and strategies to extend their lifetime," Ceramics International 46, no. 7 (2020) 8497-8521.
[2]           R. Vaßen, M. O. Jarligo, T. Steinke, D. E. Mack, and D. Stöver, "Overview on advanced thermal barrier coatings," Surface and Coatings Technology 205, no. 4 (2010) 938-942.
[3]           R. Vassen, A. Stuke, and D. Stöver, "Recent developments in the field of thermal barrier coatings," Journal of thermal spray technology 18, no. 2 (2009) 181-186.
[4]           X. Cao, R. Vassen, and D. Stöver, "Ceramic materials for thermal barrier coatings," Journal of the European Ceramic Society 24, no. 1 (2004) 1-10.
[5]           N. P. Padture, M. Gell, and E. H. Jordan, "Thermal barrier coatings for gas-turbine engine applications," Science 296, no. 5566 (2002) 280-284.
[6]           J. D. Cawley, "Overview of zirconia with respect to gas turbine applications," (No. NASA-TP-2286). 1984.
[7]           J. de la Roche, J. M. Alvarado-Orozco, P. A. Gómez, I. G. Cano, S. Dosta, and A. Toro, "Hot corrosion behavior of dense CYSZ/YSZ bilayer coatings deposited by atmospheric plasma spray in Na2SO4+ V2O5 molten salts," Surface and Coatings Technology 432, (2022) 128066
[8]           L. Chen, "Yttria-stabilized zirconia thermal barrier coatings—a review," Surface Review and Letters 18, no. 05 (2006) 535-544.
[9]           A. Keyvani and M. Bahamirian, "Hot corrosion and mechanical properties of nanostructured Al2O3/CSZ composite TBCs," Surface engineering 33, no. 6 (2017) 433-443.
[10]         A. Keyvani and M. Bahamirian, "Oxidation resistance of Al2O3-nanostructured/CSZ composite compared to conventional CSZ and YSZ thermal barrier coatings," Materials Research Express 3, no. 10 (2016) 105047.
[11]         A. Keyvani, M. Bahamirian, and A. Kobayashi, "Effect of sintering rate on the porous microstructural, mechanical and thermomechanical properties of YSZ and CSZ TBC coatings undergoing thermal cycling," Journal of Alloys and Compounds, 727 (2017) 1057-1066.
[12]         P. Soltani, A. Keyvani, and M. Bahamirian, "Evolution of hot corrosion resistance of conventional CSZ and MoSi2 self-healing thermal barrier coatings in Na2SO4+ V2O5 at 950° C," Ceramics International 48, no. 7 (2022) 9038-9050.
[13]         T. Ouyang et al., "Enhancement of high temperature oxidation resistance and spallation resistance of SiC-self-healing thermal barrier coatings," Surface and Coatings Technology 286, (2016) 365-375.
[14]         Z. Pan, Y. Wang, and X. Sun, "Fabrication and characterization of spray dried Al2O3–ZrO2–Y2O3 powders treated by calcining and plasma," Powder technology 212, no. 2 (2011) 316-326.
[15]         E. Bakan and R. Vaßen, "Ceramic top coats of0 plasma-sprayed thermal barrier coatings: materials, processes, and properties," Journal of Thermal Spray Technology 26, no. 6 (2017) 992-1010.