سینتیک رشد لایه TGO در پوشش سد حرارتی اعمالی به روش APS تحت اکسیداسیون هم دما

از آنجا که عملکرد توربین های گازی به دمای کاری وابسته است، بنابراین راندمان یک توربین با افزایش دمای احتراق افزایش می یابد. لذا نیازندی به افزایش عمر قطعات در دماهای بالا و کاهش انتشار آلاینده ها، توسعه فناوری به کارگیری پوشش سد حرارتی را ضروری می نماید. با توجه به کارکرد در معرض دماهای بالا که سبب تخریب پوشش سد حرارتی به واسطه مکانیزم های خستگی حرارتی و تشکیل و رشد لایه های اکسیدی در اثر حرارت (TGOها) می شود، بنابراین علاوه بر کیفیت پوشش، تخمین عمر TBCها نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، با تمرکز بر سینتیک رشد لایه اکسیدی TGO، رفتار اکسیداسیون سیستم TBC اعمالی در محفظه احتراق توربین گازی در داغ ترین قسمت با ضخامت بیشتر مورد مطالعه قرار گرفت. بدین ترتیب پوشش سد حرارتی دولایه YSZ و NiCoCrAlY ( با ضخامت مجموع 50μm±700) که هر دو به روش پاشش حرارتی پلاسمایی تحت اتمسفر (APS) اعمال شده اند، در معرض اکسیداسیون ایزوترمال در دو دمای بیشینه و کمینه کاری محفظه احتراق، 900 و 1150 درجه سانتیگراد، به مدت 1000 ساعت قرار گرفتند. ویژگی های ریزساختایری پوشش، ضخامت لایه TGO و آنالیز فازی لایه های اکسیدی تشکیل شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (ESM) مجهز به طیف سنجی تفرق انرژی اشعه ایکس (EDS) بررسی شدند. ثابت نرخ رشد سهموی (kp) برای TGO در دو دما تحت تاثیر عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی متفاوت است.

Keywords:

پوشش سد حرارتی , TBC , نرخ رشد لایه اکسیدی , TGO , سینتیک اکسیداسیون , پلاسما اسپری , APS