Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2019 - zeszyt 4

Degradation of La2Zr2O7+8YSZ composite TBC systems during oxidation at temperature of 1100°C

Degradacja kompozytowych powłok TBC typu La2Zr2O7+8YSZ podczas utleniania w temperaturze 1100°C

10.15199/40.2019.4.1

nr katalogowy: 119720
10.15199/40.2019.4.1

Streszczenie

The degradation process of La2Zr2O7 + 8YSZ composite thermal barrier coatings (TBC) was presented in this paper. These systems were deposited by air plasma spraying (APS) on AMS 5599 alloy and on a NiCrAlY bond-coat. A scope of tests consisting of isothermal oxidation in air atmosphere at 1100°C for 500 h was performed. Detailed microstructural tests were carried out after 2, 10, 48, 175 and 500 hours of exposure. These tests included microstructure evaluation of a ceramic layer in all coating types, while particularly taking into account phenomena, which occur in a TGO (thermally growth oxide) zone. Evaluation of TGO zone growth was worked out and obtained results were compared with data for conventional TBC layers, which were deposited from 8YSZ powders and La2Zr2O7 respectively.

Abstract

W artykule przedstawiono proces degradacji kompozytowych powłokowych barier cieplnych typu La2Zr2O7 + 8YSZ. Powłoki zostały wykonane metoda natrysku cieplnego w powietrzu na stopie niklu typu AMS 5599 z międzywarstwą typu NiCrAlY. Powłoki poddano badaniom w postaci testu odporności na utlenianie izotermiczne w temperaturze 1100°C przez czas 500 h. Szczegółowe badania mikrostrukturalne wykonano po 2, 10, 48, 175 and 500 godzinach testu. Zakres zastosowanych badan obejmował ocenę mikrostrukturalną wszystkich powłok ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk zachodzących w strefie TGO. Rozwój i morfologia strefy TGO została porównane do wyników uzyskanych dla standardowych powłok jednowarstwowych bazujących na ceramice typy 8YSZ i La2Zr2O7 .

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Bakan E., D.E. Mack, G. Mauer, R. Vaßen. 2014. “Gadolinium Zirconate/YSZ Thermal Barrier Coatings: Plasma Spraying, Microstructure, and Thermal Cycling Behavior". Journal of the American Ceramic Society 97 : 4045-4051.
[2] Bansal N.P., D. Zhu D. 2007. “Effects of Doping on Thermal Conductivity of Pyrochlore Oxides for Advanced Thermal Barrier Coatings". Material Science and Engineering A 459 : 192-195.
[3] Cao X.Q., R. Vassen, D. Stover D. 2004. “Ceramic Materials for Thermal Barrier Coatings". Journal of the European Ceramic Society 24 :1-10.
[4] Clarke D.R., C.G. Levi. 2003. “Materials Design for the Next Generation Thermal Barrier Coatings". Annual Review of Materials Research 33 : 383-417.
[5] Jasik Anna. 2018. “The numerical analysis of stress and temperature distribution in a double-ceramic-layer (DCL) type of La2Zr2O7/8YSZ thermal barrier coatings (TBC) in as-sprayed state". Ochrona przed Korozją 61 : 369-374.
[6] Lehmann H., D. Pitzer, G. Pracht, R. Vassen, D. Sato D. 2003. “Thermal Conductivity and Thermal Expansion Coefficients of the Lanthanum Rare- Earth-Element Zirconate System". Journal of the American Ceramic Society 86 : 1338-1344.
[7] Levi C.G. 2004. “Emerging Materials and Processes for Thermal Barrier Systems". Current Opinion in Solid State Materials Science 8 : 77-91.
[8] Maloney M.J. 2000. Thermal Barrier Coating Systems and Materials, U.S. Patent No. 6,117,560 .
[9] Maloney M.J. 2001.Thermal Barrier Coating Systems and Materials, U.S. Patent No. 6,177,200.
[10] Mikuśkiewicz Marta, Grzegorz Moskal, Anna Jasik. 2018. "Degradation of La2Zr2O7 thermal barrier coatings" Ochrona przed Korozją 61 : 155-158.
[11] Rai A.K., M.P. Schmitt, R.S. Bhattacharya, D. Zhu, D.E. Wolfe. 2015. “Thermal Conductivity and Stability of Multilayered Thermal Barrier Coatings under High Temperature Annealing Condition". Journal of the European Ceramic Society 35 : 1605-1612.
[12] Schmitt M.P., A.K. Rai, R. Bhattacharya, D. Zhu, D.E. Wolfe. 2014. “Multilayer Thermal Barrier Coating (TBC) Architectures Utilizing Rare Earth Doped YSZ and Rare Earth Pyrochlores". Surface and Coatings Technology 251 : 56-63.
[13] Schmitt M.P., J.M. Schreiber, A.K. Rai, T.J. Eden, D.E. Wolfe. 2017. “Development and Optimization of Tailored Composite TBC Design Architectures for Improved Erosion Durability". Journal of Thermal Spray Technology 26 : 1062-1075.
[14] Schmitt M.P., J.L.Stokes, B.L. Gorin, A.K. Rai, D. Zhu, T.J. Eden, D.E. Wolfe. 2017. “Effect of Gd Content on Mechanical Properties and Erosion Durability of Sub- Stoichiometric Gd2Zr2O7". Surface and Coatings Technology 313 : 177-183.
[15] Schmitt M.P., A.K. Rai, D. Zhu, M.R. Dorfman, D.E.Wolfe. 2015. “Thermal Conductivity and Erosion Durability of Composite Two-Phase Air Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings", Surface and Coatings Technology 279 : 44-52.
[16] Vassen R., X. Cao, F. Tietz, D. Basu, D. Stover. 2000. “Zirconates as New Materials for Thermal Barrier Coatings". Journal of the American Ceramic Society 83 : 2023-2028.
[17] Wu J., Wei X., Padture N.P., Klemens P.G., Gell M., Miranzo P., Osendi M.I., 2002. “Low-Thermal-Conductivity Rare-Earth Zirconates for Potential Thermal- Barrier-Coating Applications". Journal of the American Ceramic Society 85 : 3031-3035.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 119720 "Degradation of La2Zr2O7+8..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ - e-zeszyt (pdf) 2019-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	42.00 zł

Prenumerata

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

504.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

678.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	762.00 zł brutto 705.56 zł netto 56.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

762.00 zł

Zeszyt

2019-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma