Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Edris
حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad reza Loghman estarki
محمد رضا لقمان استرکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388

TITLE

Synthesis and characterization of nanostructured scandia- yttria stabilized zirconia powder for thermal barrier coatings
Recently, nanostructured thermal barrier coatings, due to the extraordinary properties, have attracted much attention. This coating, due to better efficiency and lifetime compared to conventional coatings, has been developed. It was well known that conventional thermal barrier systems based on YSZ have two major problems, the hot corrosion resistance was low and have unstable phase at very high temperatures (over 1200 °C). Therefore, improving the hot corrosion resistance and thermal stability of YSZ systems, to develop applications, is a critical parameter. However, numerous efforts has been done to improve the hot corrosion resistance and thermal stability of thermal barrier coatings. Recently, using a combination of several stabilizers to achieve sustainable properties and better thermal barrier coatings life time has been considered by researchers. Research has shown that the microsized SYSZ plasma spray coatings, have more thermal stability and hot corrosion resistance than YSZ and ScSZ, but so far no research has been done on SYSZ nanocoating. In this research, SYSZ nanopowder was synthesized by the modified sol–gel method; then as-prepared nanopowder was agglomerated with spray drying method. The SYSZ nanostructured thermal barrier coatings was prepared by plasma spraying method and coating properties such as microstructure, adhesion strength, high temperature phase stability, thermal insulation capacity, thermal diffusitivity, hot corrosion and thermal shock resistance, were evaluated and compared with conventional YSZ coatings. Transmission electron microscopy images showed that the average SYSZ particle size was equal to 17±3 nm. The results showed that SYSZ nanocoating have better thermal iulation (?T=92 °C), high temperature phase stability (up to 1400 °C) and hot corrosion resistance (degradation time equal to 300 h) than conventional YSZ coating (?T=72 °C, T instability =1200 °C and t degradation =18 h, respectively). Thus, SYSZ nanocoating can be used as a promissing alternative thermal barrier coatings for gas turbine
به تازگی، پوشش های سد حرارتی نانوساختار به خاطر خواص ویژه آن ها توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. این پوشش ها به علت کارایی و طول عمر بهتر نسبت به پوشش های مرسوم، توسعه یافته اند. دو مشکل عمده سیستم های متداول سد حرارتی بر پایه [1] YSZ، مقاومت به خوردگی داغ کم و ناپایداری فازی در دماهای خیلی بالا (بالای C ° 1200) می باشد. بنابراین، بهبود مقاومت به خوردگی داغ و پایداری فازی سیستم های سد حرارتی به منظور توسعه کاربرد آن ها، یک پارامتر بحرانی است. تلاش های فراوانی به منظور بهبود مقاومت به خوردگی داغ پوشش های سد حرارتی انجام گرفته است. به‌تازگی، استفاده از ترکیب چند پایدار کننده برای دست یابی به خواص بهتر و طول عمر بیشتر پوشش سد حرارتی مورد توجه محققان قرار گرفته است. تحقیقات نشان داده است که پوشش پاشش پلاسمایی شده SYSZ میکروساختار، پایداری حرارتی و مقاومت به خوردگی داغ بیشتری نسبت بهYSZ و ScSZ [2] دارد، ولی تاکنون پژوهشی در مورد ارزیابی خواص پوشش سد حرارتی SYSZ نانوساختار انجام نشده است. در این پژوهش، ابتدا نانوپودر SYSZ به روش سل-ژل اصلاح شده ساخته شد؛ سپس نانوپودرهای تهیه شده به روش پاشش خشک گرانوله شد. پوشش سد حرارتی SYSZ نانوساختار به روش پاشش پلاسمایی تهیه شده و خواص پوشش از قبیل ریزساختار، استحکام چسبندگی، پایداری فاز دما بالا، ظرفیت عایق سازی حرارتی، مقاومت به شوک های حرارتی، نفوذپذیری حرارتی و مقاومت به خوردگی داغ، بررسی شد. الگوی پراش پرتو ایکس و آنالیز رامان، تتراگونال بودن محصولات (نانوپودر، نانوگرانول و نانوپوشش SYSZ) را تایید کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که متوسط اندازه نانوذرات به دست آمده به روش سل-ژل اصلاح شده برابر با nm 3 ± 17 است. آزمون خوردگی داغ پوشش SYSZ نانوساختار تولید شده، مقاومت به خوردگی داغ بسیار بهتر (زمان تخریب برابر با h 300) از پوشش YSZ (زمان تخریب = h 18) نشان داد. هم چنین، آزمون پایداری فاز دما بالا (h 24 /C ° 1400)، نشان داد که این پوشش، هیچ‌گونه استحاله فازی در این دما ندارد. ظرفیت عایق سازی حرارتی پوشش SYSZ نانوساختار (C ° 92 T=? )، نیز بیشتر از پوشش های YSZ میکروساختار (C ° 72 T=?) بود. بنابراین، این پوشش می تواند به عنوان گزینه امیدوارکننده برای پوشش های سد حرارتی توربین های گازی مورد استفاده قرار گیرد. کلمات کلیدی: پوشش سد حرارتی نانوساختار، روش پچینی، پاشش پلاسمایی، پاشش خشک، نانوگرانول، زیرکونیای پایدار شده

ارتقاء امنیت وب با وف بومی