تحلیل میکروساختاری و ارزیابی خواص مکانیکی پوشش‌های سد حرارتی حاصل از پودرهای میکرو و نانو ceysz در شرایط اکسیداسیون در دمای °c 1100

پژوهش حاضر با هدف مقایسه خواص پوشش‌های سد حرارتی حاصل از پودرهای میکرو و نانو اندازه ceysz: zro2 – 24 wt% ceo2 - 2.5 wt% y2o3 انجام شده است. بر این اساس دو پوشش سد حرارتی میکرو و نانو ceysz به روش پاشش پلاسمای اتمسفری روی زیرلایه‌های in738lc و با لایه فلزی conicraly ایجاد شدند. از نانو پودر ceysz تولید شده به روش سل – ژل و از پودر میکرونی تجاری ceysz به ترتیب برای ایجاد پوشش‌های سد حرارتی نانو و میکرو ceysz استفاده شد. اکسیداسیون ایزوترم به مدت 50 ساعت برای بررسی رفتار دما بالای پوشش‌های سد حرارتی نانو و میکرو ceysz در نظر گرفته شد. قبل و بعد از آزمون اکسیداسیون، خواص پوشش‌های سد حرارتی نانو و میکرو ceysz به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و آزمون‌های نانو فرورفتگی و دیلاتومتری بررسی شدند. وجود ذرات نانو اندازه در پوشش سد حرارتی نانو ceysz منجر به افزایش مقاومت به اکسیداسیون آن نسبت به پوشش سد حرارتی دیگر شد. معیار ƞ = wp / wt (803/0)، پارامتر ضریب انبساط حرارتی (k-1 6- 10 × 12) و درصد تخلخل (10-8 درصد) محاسبه شده، تاییدی بر بهبود خواص پوشش سد حرارتی نانو ceysz نسبت به پوشش سد حرارتی میکرونی ceysz (689/0 ƞ =، k-1 6- 10 × 10، 15-17 درصد تخلخل) در نظر گرفته شد. همچنین از نظر پایداری فازی پوشش سد حرارتی نانو ceysz نسبت به پوشش سد حرارتی میکرو ceysz شرایط بهتری حین اکسیداسیون تجربه کرد.

microstructural analysis and evaluation of the mechanical properties of thermal barrier coatings derived from micro- and nano- ceysz powders under oxidation conditions at 1100 °c

the present research aims to compare the properties of micro- and nano thermal barrier coatings (tbcs) made of ceysz: zro2 – 24 wt% ceo2 - 2.5 wt% y2o3 powders. accordingly, two types of tbcs, micro- and nano ceysz, were created using atmospheric plasma spraying technique on in738lc substrates containing a conicraly metallic bond coat. the nanopowder of ceysz was produced via the sol-gel method, while commercial micron-sized ceysz powder was used to fabricate the microstructured coatings. isothermal oxidation was conducted for 50 hours to investigate the high-temperature behavior of both nano- and micro ceysz tbcs. the properties of the coatings were analyzed before and after the oxidation tests using x-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, nanoindentation tests, and dilatometry. the presence of nano-sized particles in the nano- ceysz coating resulted in enhanced oxidation resistance compared to the micro- ceysz coating. the calculated parameters, including the ratio ƞ = wp / wt (0.803), thermal expansion coefficient (12 × 10-6 k-1), and porosity percentage (8-10%), confirmed the improved properties of the nano- ceysz coating over the micro- ceysz (ƞ = 0.689, 10 × 10-6 k-1, and 15-17% porosity). additionally, in terms of phase stability, the nano- ceysz tbc exhibited better performance during oxidation compared to the micro- ceysz tbc.