Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2021 - zeszyt 6

Top-surface characterization of La2Zr2O7 + 8YSZ thermal barrier coatings under condition of hot corrosion in liquid Na2SO4 + V2O5 deposits

Charakterystyka powierzchni powłok TBC typu La2Zr2O7 + 8YSZ w warunkach korozji wysokotemperaturowej w środowisku ciekłych osadów solnych Na2SO4 + V2O5

10.15199/40.2021.6.1

nr katalogowy: 132067
10.15199/40.2021.6.1

Streszczenie

Characterization of double ceramic layered thermal barrier coating (DCL TBC) top-surface of La2Zr2O7/8YSZ type under condition of hot corrosion in liquid deposits of sodium sulphate and vanadium oxides was described in this article. The base system used in investigations was deposited by atmospheric plasma spraying (APS) form feedstock powders of La2Zr2O7 and 8YSZ type on coupons from AMS 5599 Ni-based superalloys with NiCrAlY bond-coat. The hot corrosion test was performed at temperature 920°C in two different variants of environment: 95 wt % Na2SO4 – wt 5 % V2O5 and 50 wt % Na2SO4 – 50 wt % V2O5. The time of exposure in low-vanadia environment was 57 hours and 4 hours in high-vanadia deposits. The range of investigations included characterization of top-surface of TBC system after test end with special attention to characterization of corrosion products determined by X-Ray diffraction method (XRD), as well as the characterization of chemical constituent of generated products by SEM/EDS analysis

Abstract

W artykule dokonano charakterystyki warstwy wierzchniej powłokowych barier cieplnych typu dwuwarstwowego La2Zr2O7/8YSZ w warunkach korozji wysokotemperaturowej w środowisku ciekłych osadów soli siarczanowych oraz tlenku wanadu. Bazowym układem powłokowym użytym w badaniach jest powłoka otrzymana metodą natrysku plazmowego z proszków wyjściowych typu La2Zr2O7 i 8YSZ na podłożu z nadstopu niklu AMS 5599 z międzywarstwą typu NiCrAlY. Test korozji wysokotemperaturowej wykonano w temperaturze 920°C w dwóch wariantach środowiskowych: 95 % mas. Na2SO4 – 5 % mas. V2O5 i 50 % mas. Na2SO4 – 50 % mas. V2O5. Czas wytrzymania w srodowisku o mniejszej zawartości tlenku wanadu wynosił 57 godzin, natomiast w środowisku o większej zawartości wanadu - 4h. Zakres badań obejmował charakterystykę powierzchni po badaniach korozyjnych ze szczególnym uwzględnieniem opisu produktów korozji, co określono metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), oraz ocenę składu chemicznego produktów korozji metodami SEM/EDS.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] DeMasi-Marcin J. T., Gupta D. K. 1994. “Protective coatings in the gas turbine engine”. Surface and Coating Technology 68-69 : 1-9, doi. org/10.1016/0257-8972(94)90129-5
[2] Materials/manufacturing plan for advanced turbine systems program. DOEJOR Report 2007, U.S. Department of Energy, Washington, DC, (1994)
[in:] Proceedings of the 1995 Thermal Barrier Coating Workshop. Compiled by W. J. Brindley. NASA Conference Publication 3312 (1995).
[3] Clarke D.R., Phillpot S.R. 2005. “Thermal barrier coating materials”. Materials Today 8 : 22-29, doi.org/10.1016/S1369-7021(05)70934-2
[4] Bakan E., Vaßen R. 2017. “Ceramic top coats of plasma-sprayed thermal barrier coatings: materials, processes, and properties”. Journal of Thermal Spray Technology 26 : 992-1010, doi.org/10.1007/s11666-017-0597-7
[5] Lee W.Y., Stinton D.P., Berndt C.C., Erdogan F., Lee Y.D., Mutasim Z. 1996. “Concept of functionally graded materials for advanced thermal barrier coating applications: A review”. Journal of the American Ceramic Society 79 : 3003-3012, doi.org/10.1111/j.1151-2916.1996. tb08070.x
[6] Afrasiabi A., Saremi M., Kobayashi A. 2008. „A comparative study on hot corrosion resistance of three types of thermal barrier coatings: YSZ, YSZ + Al2O3 and YSZ/Al2O3”. Materials Science and Engineering A 478 : 264-269, doi.org/10.1016/j.msea.2007.06.001
[7] Chen X., Zhao Y., Gu L., Zou B., Wang Y., Cao X. 2011. “Hot corrosion behaviour of plasma sprayed YSZ/LaMgAl11O19 composite coatings in molten sulfate–vanadate salt”. Corrosion Science 53 : 2335-2343, doi:10.1016/j.corsci.2011.03.019
[8] Jasik A., Mikuśkiewicz M., Moskal G. 2019. „Degradation of La2Zr2O7+ 8YSZ composite TBC systems during oxidation at temperature of 1100°C”. Ochrona przed Korozją 62 : 130-134, doi: 10.15199/40.2019.4.1
[9] Moskal G. 2018. “Microstructure and thermal properties of Sm2Zr2O7 + 8YSZ composite TBC systems”. Materials Engineering 2 : 75- 83, doi:10.15199/28.2018.2
[10] Vaßen R., Traeger F., Stöver D. 2004. New thermal barrier coatings based on pyrochlore/YSZ double-layer systems, International Journal of Applied Ceramic Technology 1 (2004) 351-361, doi.org/10.1111/j.1744-7402.2004.tb00186.x
[11] Cao X.Q., Vassen R., Tietz F., Stoever D. 2006. “New double-ceramic- layer thermal barrier coatings based on zirconia-rare earth composite oxides”. Journal of the European Ceramic Society 26 : 247–251, doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2004.11.007
[12] Vaßen R, Cao X, Stöver D. 2001. “Improvement of new thermal barrier coating systems using a layered or graded structure”. Ceramic Engineering & Science Proceedings 22 : 435- 442, doi:10.1002/9780470294703.ch52
[13] Moskal G. 2011. „Degradacja powłokowych warstw barierowych TBC typu Gd2Zr2O7 w warunkach utleniania statycznego”. Ochrona przed Korozją 4-5 : 186-191
[14] Jucha S., Moskal G. 2018. “Thermal barrier coatings on the base of samarium zirconates, in Production, Properties, and Applications of High Temperature Coatings, Edited by Amir Hossein Pakseresht (University of Tehran, Iran & Materials and Energy Research Center, Iran), IGI Global Disseminator of Knowledge : 79-106, doi: 10.4018/978-1- 5225-4194-3.
[15] Jasik A., Moskal G., Mikuśkiewicz M. 2019. „Thermal insulation properties of monolayered and DCL type of TBC systems based on rare La zirconates: numerical simulations and laser-flash analysis”. 5th Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry & 14th Mediterranean Conference on Calorimetry and Thermal Analysis 27-30 August 2019 Roma, Italy, Book of Abstracts p. 322
[16] Jasik A., Moskal G., Mikuśkiewicz M. 2019. „Thermal insulation properties of monolayered and DCL type of TBC systems based on rare La zirconates: numerical simulations and laser-flash analysis”. 5th Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry & 14th Mediterranean Conference on Calorimetry and Thermal Analysis 27-30 August 2019 Roma, Italy, Book of Abstracts p.323
[17] Moskal G., Jucha S. Synergism effect during decomposition of Sm2Zr2O7+ 8YSZ composite TBC systems in conditions of hot corrosion, Ochrona przed korozją (in press).
[18] Xu X., He L., Mu R., He S., Huang G., Cao X. 2010. “Hot corrosion behavior of rare earth zirconates and yttria partially stabilized zirconia thermal barrier coatings”. Surface and Coatings Technology 204 : 3652-3661, doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.04.044
[19] Ozgurluk Y., Doleker K.M., Karaoglanli A.C. 2018. “Hot corrosion behavior of YSZ, Gd2Zr2O7 and YSZ/Gd2Zr2O7 thermal barrier coatings exposed to molten sulfate and vanadate salt”. Applied Surface Science 438 : 96–113, doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.09.047 0169-4332
[20] Lai G. Y. 2007. “Oil fired boilers and furnaces in High-Temperature Corrosion and Materials Applications”, ed. Lai G.Y., ASM International : 321- 334, doi.org/10.1361/hcma2007p321
[21] Wang, X.J., Li, J.G., Molokeev, M.S., Zhu, Q., Li, X.D., Sun, X.D. 2016. “Layered hydroxyl sulfate: controlled crystallization, structure analysis, and green derivation of multi-color luminescent (La,RE)2O2SO4 and (La,RE)2O2S phosphors (RE = Pr, Sm, Eu, Tb, and Dy)”. Chemical Engineering Journal 15 : 577-586, doi.org/10.1016/j.cej.2016.05.089

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

Publikacja


OCHRONA PRZED KOROZJĄ- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-6 , nr katalogowy 132067 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ- e-zeszyt (pdf) 2021-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	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

2021-6

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma