ایجاد و ارزیابی رفتار اکسیداسیون پوشش زیرکونیا- آلومیناید بر آلیاژ پایه‌نیکلی

کاربردهای عملی پوشش‌های سد حرارتی شامل لایه پیوندی آلومیناید، به‌دلیل چسبندگی کم پوسته اکسیدی به پوشش آلومیناید تحت تاثیر تنش‌های حرارتی، محدود شده است. با توجه به اثرات مثبت عناصر اکسیژن‌دوست یا اکسیدهای آنها بر خواص اکسیداسیون دمای بالا، در پژوهش حاضر زیرکونیا به یک پوشش آلومینایدی افزوده شد. به این منظور، لایه‌ای از کامپوزیت نیکل زیرکونیا در حمام واتس بر سطح زیرلایه پایه نیکلی به‌کمک آبکاری الکتریکی اعمال شد. در ادامه آلومینیوم‌دهی مطابق با روش رایج دومرحله‌ای در دو دمای 760 و 1080 درجه سانتی‌گراد انجام شد. مشخصه‌یابی ریزساختار پوشش‌ها بلافاصله پس از پوشش‌دهی و پس از اکسیداسیون چرخه‌ای، هر چرخه پنج ساعت در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی توزیع انرژی و پراش پرتو ایکس انجام شد. نتایج نشان داد که ریزساختار سه‌گانه معمول پوشش‌های آلومینایدی ساده با اکتیویته بالا، در زیر لایه رسوب الکتریکی نیکل زیرکونیا اولیه تشکیل شده و این لایه نیز پس از فرایند آلومینیوم‌دهی به فاز متخلخل nial تقریباً خالص تبدیل شده است. مقاومت به اکسیداسیون پوشش اصلاح شده با زیرکونیا، با وجود لایه سطحی متخلخل، به‌طور قابل ملاحظه‌ای بهبود یافت.

Formation and Evaluation of Oxidation Behavior of Zirconia- Aluminide Coating on Nickel- Based Alloy

Practical applications of thermal barrier coatings with aluminide bondcoats are limited due to oxide scale spallation of the aluminide coating under applied thermal stresses. Considering the positive effects of oxygenactive elements or their oxides on the high temperature oxidation behavior, in this research zirconia was introduced into an aluminide coating. For this purpose, a Watts type bath was used to electroplate a layer of NiZrO2 composite on a Nibased substrate. Aluminizing was performed using the conventional twostep process at 760 and 1080 °C. Microstructural characterization of coatings in the ascoated conditions and after cyclic oxidation via 5hour cycles at 1050 °C was performed using electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and Xray diffractometry. The results showed that the general threezone microstructure of the simple high activity aluminide coatings develops below the predeposited nickelzirconia layer and latter converts to a nearly unalloyed porous NiAl. In spite of its porous surface layer, the zirconia modified coating has a higher oxidation resistance than the unmodified aluminide coating.