اعمال پوشش سد حرارتی نانو ساختار ysz بر روی سوپرآلیاژ hastelloy x به روش پاشش پلاسما و بررسی خواص آن

توان عملکردی توربین های گازی زمینی به طور عمده با ارزیابی دمای احتراق صورت می پذیرد. بالاتر بودن دمای احتراق به معنی کارایی بیشتر توربین می باشد. در نتیجه توسعه توربین های گازی و افزایش توان عملکردی آنها منوط به توسعه سوپر آلیاژها با قابلیت کار در دمای بالا، توسعه پوشش های عایق حرارتی و همچنین بهبود سیستم خنک کاری قسمت های داغ توربین می باشد. در حال حاضر بیشترین تاثیر در افزایش دمای کاری توربین مدیون پوشش های سد حرارتی می باشد. یک پوشش سد حرارتی عموما متشکل از یک لایه سرامیک و یک پوشش واصل فلزی می باشد. وظیفه عمده پوشش واصل مقاومت به خوردگی و ایجاد چسبندگی مناسب سرامیک به فلز زیر لایه می باشد. همانگونه که از نام این پوشش بر می آید، وظیفه پوشش های سد حرارتی کاهش انتقال حرارت در جهت ضخامت پوشش می باشد] 5 [. در بین پوشش های متداول عایق حرارتی پوشش های زیرکونیای پایدار شده با ایتریا به عنوان رایج ترین پوشش سد حرارتی شناخته می گردند. زیرکونیای خالص در دماهای بالای 2400 درجه سانتی گراد دارای ساختار مکعبی، در دمای بین 1100 تا 2400 درجه سانتی گراد دارای ساختار تتراگونال و در دماهای کمتر از 1100 درجه سانتی گراد دارای ساختار مونوکلینیک می باشد. استحاله تتراگونال به مونوکلینیک یک استحاله غیر نفوذی مارتنزیتی است که با تغییرات 5% در حجم همراه است. این تغییرات حجم باعث ایجاد تنش در پوشش و رشد ترک ها می گردد در نتیجه استفاده از زیرکونیای خالص به عنوان پوشش سد حرارتی در عمل غیر ممکن می باشد. از این رو پایدار کننده های mgo، ceo_2 و یا y_2 o_3 برای پایدار کردن زیرکونیا استفاده می گردد] و [. پوشش های سد حرارتی به سه منظور اصلی استفاده می شوند]5:[ افزایش عمر قطعه بدون تغییر در سیستم خنک کاری و دمای احتراق. افزایش کارایی بدون نیاز به تغییر در دمای احتراق و حتی با قابلیت کاهش شار هوای سیستم خنک کاری افزایش کارایی توربین با افزایش دمای احتراق یکی از مهمترین دغدغه ها در رابطه با پوشش های سد حرارتی کمتر بودن عمر این پوشش ها نسبت به عمر قطعه زیرلایه می باشد. در دو مورد اول که در بالا ذکر شده است قطعات موتور بعد از تخریب پوشش سد حرارتی از بین نمی روند. اما در مورد سوم که به متکی به پوشش معروف می باشد، بعد از تخریب پوشش سد حرارتی قطعات به سرعت متحمل خرابی های شدید می گردند. بدین منظور مطالعه و تحقیق در رابطه با افزایش طول عمر و جلوگیری از تخریب پوشش های سد حرارتی متکی به پوشش ضروری است.