Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Hamidreza Salimi jazi
علي شفيعي (استاد مشاور) حميدرضا سليمي جزي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdi Hosseini
مهدي حسيني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Study and Comparison of Plasma Sprayed Mullite Coatings Properties Using Mullite and a Mixture of Alumina and Silica Powders Mahdi Hosseini Mahdi_hosseini83@yahoo.com 2011.04.11 Department of Material Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree: M.Sc Language:Persian Supervisor’s name: Hamid Reza Salimi Jazi Plasma sprayed ceramic coatings are widely used for thermal barrier coating applications. Commercially available mullite powder particles and a mixture of mechanically alloyed alumina and silica powder particles were used to deposit mullite ceramic coatings by plasma spraying. The coatings were deposited at three different substrate temperatures (25°C, 300°C, and 600°C) on stainless steel substrates. Microstructure and morphology of both powder particles as well as coatings were investigated by using scanning electron microscopy (SEM). Phase formation and degree of crystallization of coatings were analyzed and estimated by using X-ray diffraction technique. Differential thermal analysis (DTA) method was used to study the phase transformation of coatings. Results indicated that the porosity level in the coatings deposited using mullite as initial powder particles were lower than that deposited using the mixed powder particles at the same substrate temperatures. In general, coatings porosity level decreased with increasing substrate temperatures. The crystallization degree of the coatings deposited using the mixed powder particles are higher than that deposited using mullite powder particles at substrate temperatures, 25°C and 300°C. At 600°C, the crystallization degree of the coatings deposited using the mixed powder particles is less. DTA curves of coatings deposited using the mixed powders have showed some phase transformation due to the crystallization of the retained amorphous phases such as mullite, alumina and silica in the coatings. The degree of crystallization of both as sprayed coatings were significantly increased after post deposition heat treatments. Results showed that the mechanically alloyed mixed powder can be used as initial powder particles for deposition of mullite coatings with lower amorphous degree by setting substrate temperature close 300°C. Keywords : Plasma Spray, Mullite, Alumina-Silica, Crystallization, Microstructure
چکيده: پوشش‌هاي سراميکي پاشش پلاسمايي به طور گسترده‌اي به عنوان پوشش‌هاي مانع حرارتي مورد استفاده قرار گرفته‌اند. از جمله مهم‌ترين پوشش‌هاي سراميکي مي‌توان به پوشش‌هاي اکسيد زيرکونيوم و مولايت اشاره کرد. در اين تحقيق از دو نوع پودر اوليه مولايت و مخلوط ذرات پودر سيليکا و آلومينا با ترکيب مولي يکسان با مولايت براي پوشش دهي به وسيله فرايند پاشش پلاسمايي استفاده شده است. پوشش‌ها روي زيرلايه فولاد زنگ نزن با دماهاي مختلف زيرلايه (°C 25 ، °C 300 ، °C 600) رسوب داده شدند. ميکروساختار و مورفولوژي هر دو پودر ونيز پوشش‌ها با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) بررسي شدند. فازهاي تشکيل شده و درجه کريستاليزاسيون آناليز شده و با استفاده از الگوي تفرق اشعه ايکس (XRD) تخمين زده شده است. آناليز ديفرانسيل حرارتي (DTA) براي مطالعه تغييرات فازي استفاده شد. نتايج نشان داد که ميزان تخلخل در پوشش رسوب کرده با ذرات پودر اوليه مولايت کمتر از پوشش تهيه شده از ذرات مخلوط شده است و نيز با افزايش دماي زيرلايه ميزان تخلخل در هر دو مورد کاهش يافته است. درصد فاز مولايت آمورف تشکيل شده در دماي زيرلايه °C 25 و °C 300 در پوشش حاصل از ذرات پودر مولايت بيشتر است اما با افزايش دماي زيرلايه به °C 600 ميزان مولايت آمورف در پوشش به وجود آمده از ذرات پودر آلومينا و سيليکا بيشتر مي گردد. منحني‌هاي DTA پوشش تهيه شده با استفاده از ذرات پودر مخلوط آلومينا و سيليکا نشان داده است که علاوه بر کريستاليزاسيون مولايت آمورف، کريستاليزاسيون فازهاي آمورف باقي‌مانده همانند آلومينا و سيليکا در پوشش اتفاق افتاده است. پس از انجام عمليات حرارتي در دماي C°1000 به مدت سه ساعت فازهاي آمورف مولايت موجود در هر دو پوشش به فازهاي کريستالي تبديل شده اند و در پوشش هاي حاصله از مخلوط پودر آلومينا و سيليکا علاوه بر کريستالي شدن فاز آمورف مولايت، فازهاي آمورف آلومينا و سيليکا به فازهاي کريستالي تبديل شده اند. نتايج اين پژوهش نشان مي دهد که مي توان با استفاده از عمليات پاشش پلاسمايي در حضور گازهاي مولکولي از مخلوط پودر اوليه ي آلومينا و سيليکا با نسبت استوکيومتري مشابه با پودر مولايت، با کنترل دماي زيرلايه حدود C°300 پوشش هايي با درصد فاز آمورف کمتر نسبت به پوشش هاي ايجاد شده با پودر اوليه مولايت توليد نمود. کلمات کليدي : پاشش پلاسمايي، مولايت، آلومينا- سيليکا، ميکروساختار،کريستاليزاسيون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی