Wyniki 1-10 spośród 41 dla zapytania: authorDesc:"GRZEGORZ MOSKAL"

The quantitative assessment of porosity and cracks in TBC systems by use automatic image analysis

Czytaj za darmo! »

The correct characteristics of microstructure of coating barrier layers type TBC determines a contribution to understand the importance of quality of protective coatings for life and mechanisms of degradation in a substrate material. The focus of this paper is to describe a procedure concerning the quantitative assessment of porosity and cracks in barrier layers. Use of automatic image analys[...]

Quantitative characteristics of microstructure of the rotor in the turbocharger made of the TiAlNb alloy

Czytaj za darmo! »

The purpose of the study, presented in this paper, is the quantitative microstructural characteristics of the TiAlNb alloy, basing on a model of the rotor in the automotive turbocharger. Slices, coming from the rotor core and from blade, were collected from both lateral and longitudinal directions. In order to realize the quantitative assessment, a procedure of transformation of microstructur[...]

Qualitative and quantitative description of microstructural stabillity of TiAlNb intermetallic alloy

Czytaj za darmo! »

The purpose of the investigation presented in the article is to determine the influence of temperature and time of annealing on the microstructure stability of the Ti-Al-Nb alloy based on intermetallic phases γ+α2. The qualitative microstructural analyses on the alloy following the annealing at 900 and 950°C for up to 690 hours have been performed. The quantitative assessment of the [...]

Charakterystyka wybranych właściwości cieplnych proszków ceramicznych typu RE2Zr2O7

Czytaj za darmo! »

Nowoczesne konstrukcje silników, jak również rozwój technologii, prowadzą do ewolucji wielu nowych powłok oraz do udoskonalania powłok już wcześniej stosowanych. W części gorącej silnika, obejmującej obszar komory spalania i turbinę, stosuje się powłokowe bariery cieplne, tzw. TBC (thermal barrier coatings) oraz wysokotemperaturowe powłoki uszczelniające. Otrzymywanie ceramicznych powłok barierowych na elementach silników lotniczych i turbin gazowych jest powszechnie stosowane za pomocą natryskiwania cieplnego. Powłoki barierowe TBC zbudowane są z zewnętrznej strefy ceramicznej, najczęściej YSZ (ZrO2·Y2O3) i międzywarstwy typu MCrAlY (M = Ni, Co, Fe). Mała wartość przewodnictwa cieplnego charakterystyczna dla materiałów ceramicznych powoduje obniżenie temperatury w strefie połączenia z materiałem międzywarstwy, który odpowiada za zwiększenie odporności na utlenianie i hot corrosion [1]. Jako główny materiał warstwy ceramicznej stosowany jest obecnie tlenek cyrkonu modyfikowany tlenkiem itru (YSZ). Wykazuje on wiele pożądanych właściwości [2÷4]: - wysoką temperaturę topnienia, ok. 2700°C, - jeden z najniższych wśród tworzyw ceramicznych współczynników przewodnictwa cieplnego rzędu 2,3 Wm-1K-1 (zmniejszenie temperatury powierzchni podłoża, zwiększenie temperatury pracy, zmniejszenie grubości warstwy ceramicznej), - wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej 11·10-6°C-1, co zmniejsza naprężenia wynikające z różnic w rozszerzalności cieplnej pomiędzy metalicznym podłożem, a ceramicznym pokryciem, - małą gęstość - 6,4 g/cm3, co pozwala na obniżenie masy turbiny, - niski moduł sprężystości E = 50 GPa, co pozwala na redukowanie naprężeń cieplnych, - wysoką twardość rzędu 14 GPa, co czyni YSZ materiałem odpornym na erozję i uderzenia. Mimo iż warstwy barierowe TBC bazujące na ceramice typu YSZ są stosowane już od ponad 30. lat, nadal trwałość jest ich zasadniczym problemem, ograniczającym szersze stosowanie. Ze względu[...]

Charakterystyka mikrostruktury powłokowych warstw barierowych typu RE2Zr2O7

Czytaj za darmo! »

Silniki turbin gazowych pracują w jednym z najbardziej wymagających środowisk, które wymusza ciągły rozwój stosowanych materiałów. Części silników lotniczych i turbin stacjonarnych są wystawione na oddziaływanie rygorystycznych obciążeń mechanicznych, wysokiej temperatury, jak również korozyjnych i erozyjnych mediów. Od początków konstruowania współczesnych silników ich producenci stosują systemy powłok ochronnych w celu zwiększenia trwałości i maksymalnego wykorzystania właściwości stosowanych materiałów. Nowoczesne konstrukcje silników, jak również rozwój technologii prowadzą do ewolucji wielu nowych powłok oraz do udoskonalania powłok już wcześniej stosowanych. Powłokowe bariery cieplne tzw. TBC (thermal barier coatings) oraz wysokotemperaturowe powłoki uszczelniające stosuje się w części gorącej silnika obejmującej obszar komory spalania i turbinę. Dzięki zastosowaniu tego typu powłok na elementy komór spalania, łopatki kierujące i łopatki wirujące, możliwy jest wzrost temperatury gazów wlotowych [1÷3]. Ceramiczne powłoki barierowe na elementach silników lotniczych i turbin gazowych są obecnie wytwarzane za pomocą natryskiwania cieplnego. Natrysk plazmowy umożliwia natryskiwanie szerokiej gamy materiałów proszkowych, a proces technologiczny może być prowadzony przy ciśnieniu atmosferycznym lub pod obniżonym ciśnieniem w specjalnych komorach. Ze względu na wymagania stawiane warstwom natryskiwanym proces ich wytwarzania realizowany jest z wykorzystaniem manipulatorów, systemów obrotu oraz chłodzenia i najczęściej jest to proces zautomatyzowany, gdzie robot manipuluje pistoletem plazmowym. Powłoki barierowe TBC zbudowane są z zewnętrznej strefy ceramicznej, najczęściej YSZ (ZrO2·Y2O3) i międzywarstwy typu MCrAlY (M = Ni, Co, Fe). Mała wartość przewodnictwa cieplnego charakterystyczna dla materiałów ceramicznych powoduje obniżenie temperatury w strefie połączenia z materiałem międzywarstwy, który odpowiada za zwiększe[...]

Degradacja powłokowych warstw barierowych TBC typu Gd2Zr2O7 w warunkach utleniania statycznego


  W artykule dokonano oceny mechanizmu degradacji powłokowych barier cieplnych typu Gd2Zr2O7 w warunkach utleniania statycznego w temperaturze 1100 [ºC]. Badania przeprowadzono w zakresie obejmującym ocenę kinetyki wzrostu tlenków typu TGO oraz charakterystyki tego obszaru metodami mikroskopii świetlnej, skaningowej wraz z oceną składu chemicznego i fazowego w mikroobszarach metodami odpowiednio EDS i EBSD. Stwierdzono, że mimo zdecydowanie niższej wartości przewodnictwa cieplnego warstwy cyrkonianowej kinetyka wzrostu oraz sam proces degradacji systemu TBC przebiega znacznie szybciej w przypadku warstw nowego typu, co jest związane z silną skłonnością do tworzenia tlenków przejściowych typu GdAlO3 pomiędzy warstwą ceramiki, a tlenkiem aluminium, z którego zbudowana jest warstwa tlenków TGO. Słowa kluczowe: TBC, powłokowe bariery cieplne, warstwy ceramiczne, mechanizm degradacji, pyrochlory Degradation process of Gd2Zr2O7 TBC system during static oxidation test Degradation mechanism of thermal barrier coatings of Gd2Zr2O7 type during static oxidation test at 1100 [ºC] in air was characterized in this article. The investigation range was as follow: characterization of kinetic growth of TGO oxide layer, and microstructural description of this region including morphology, chemical composition and phases constituent of oxides by using of EDS and EBSD method. The basic conclusion was acceleration of degradation process in the case of Gd2Zr2O7 ceramic layer even though the lower thermal conductivity of new type of TBC. The reason of this fact was relate to perovskite oxide formation of GdAlO3 type between ceramic layer and alumina from TGO layer. Keywords: TBC, thermal barrier coatings, ceramic coatings, degradation mechanism, pyrochlore phases.W zależności od warunków pracy na żywotność powłokowych barier cieplnych mogą wpływać różne czynniki, jednakże większość prac potwierdza, że krytycznym parametrem decydującym o trwałości system[...]

Degradacja powłokowych warstw barierowych TBC typu DLC 8YSZ/Gd2Zr2O7


  364 Ochrona przed Korozją, vol. 54, nr 6 Stabilność cieplno-chemiczna pomiędzy poszczególnymi warstwami w systemach TBC, a zwłaszcza pomiędzy strefą TGO i zewnętrzną warstwą ceramiczną jest jednym z podstawowych wymagań stawianych nowym materiałom ceramicznym przeznaczonym na tego typu warstwy. Związane jest to z możliwością powstawania, w warunkach eksploatacyjnych, faz pośrednich o mniejszej stabilności, co zdecydowanie pogorszyć może trwałość powłoki. Aby mówić o wzajemnej cieplno-chemicznej kompatybilności dwóch materiałów muszą zostać spełnione dwa podstawowe warunki. Pierwszy z nich związany jest z brakiem skłonności do tworzenia faz pośrednich, natomiast drugi dotyczy niewielkiej wzajemnej rozpuszczalności obu materiałów. Zasadniczą zaletą tlenku YSZ, standardowo stosowanego jako warstwa ceramiczna w systemach TBC, jest jego "obojętność" cieplno-chemiczna zarówno na materiał międzywarstwy, jak i na tlenek α-Al2O3, w zakresie temperatury eksploatacji. W przypadku warstw typu Gd2Zr2O7 dane literaturowe na temat reakcji tego materiału z tlenkiem aluminium są bardzo ubogie. W pracy [1] stwierdzono obecność strefy przejściowej pomiędzy warstwą ceramiczną typu Gd2Zr2O7, a tlenkiem aluminium po zastosowaniu obróbki cieplnej w temperaturze 1371°C. W pracach [2-4] potwierdzono występowanie fazy GdAlO3 o strukturze typu perowskitu, jako efekt reakcji pomiędzy związkami gadolinu i aluminium. W konsekwencji trwałość warstw TBC tego typu jest ograniczona mimo, iż przewodnictwo cieplne jest zdecydowanie niższe niż w przypadku warstw konwencjonalnych typu 8YSZ. Rozwiązaniem tego problemu może być koncepcja powłokowych barier cieplnych zbudowanych z co najmniej dwóch warstw ceramicznych, zwanych warstwami bilayerowymi lub t[...]

Degradacja warstw typu NiCrAlY w warunkach utleniania


  W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące utleniania izotermicznego warstwy typu NiCrAlY w temperaturze 1100°C. Celem badań było określenie różnic w morfologii strefy tlenków w zależności od ich lokalizacji. Przeprowadzone badania wykazały, że tlenki zlokalizowane w obszarze dna profi lu chropowatości charakteryzują się zwartą budową i dobrą przyczepnością do podłoża, a zwłaszcza mniejszą grubością w porównaniu do tlenków zlokalizowanych na wierzchołkach profi lu chropowatości warstwy podkładowej NiCrAlY. Inny jest również ich skład fazowy. W pierwszym przypadku dominuje tlenek aluminium, natomiast w drugim obecne są również tlenki złożone o sieci typu spineli. Słowa kluczowe: utlenianie, degradacja, warstwy NiCrAlY Degradation process of NiCrAlY coatings during oxidataion Results of NiCrAlY coatings oxidation test at temperature 1100°C was presented in this article. The aim of investigations was related to characterization of oxides morphology in dependences of their localization and especially basic differences between them. The investigations showed that oxides localized in area of the roughness profi le bottom are dense and they have good adherences to basic material. Especially their thickness is much lower in comparison to oxides localized in area of the roughness profi le peak of NiCrAlY coating. There are the differences in phases constituent as well. In fi rst case basic oxides is alumina, in the second case the spinels were revealed. Keywords: oxidation, degradation, NiCrAlY coatings XX Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna SYSTEMY - MATERIAŁY - POWŁOKI A N T Y K O R O Z J A 1. Wstęp Charakterystyka procesów degradacji w strefi e tlenków TGO W zależności od warunków pracy na żywotność pokryć TBC mogą wpływać różne czynniki, jednak większość prac potwierdza, że krytycznym parametrem decydującym o trwałości systemu TBC (thermal barier coating) jest odporność na utlenianie międzywarstwy związana z tworzen[...]

Charakterystyka zjawisk mikrostrukturalnych w strefie tlenków TGO w powłokowych barierach cieplnych typu RE2Zr2O7

Czytaj za darmo! »

W zależności od warunków pracy na trwałość pokryć typu TBC (Thermal Barier Coatings) mogą wpływać różne czynniki, jednakże większość prac potwierdza, że krytycznym parametrem jest odporność na utlenianie międzywarstwy związana z tworzeniem się strefy tlenków typu TGO (Thermal Grown Oxides) [1, 2]. Brak jest jednak jednoznacznych i potwierdzonych interpretacji podstawowych mechanizmów degradacji różnego typu powłokowych warstw barierowych. W niektórych przypadkach mechanizm niszczenia warstw TBC był przypisywany ubożeniu międzywarstwy w aluminium, co powodowało tworzenie się dużych ilości tlenków w postaci spineli bogatych w nikiel i chrom [3]. Jednakże w większości przypadków systemy TBC ulegały zniszczeniu przed osiągnięciem krytycznego stężenia aluminium wymaganego do tworzenia się tych spineli. Decydowały tutaj czynniki związane głównie z temperaturą utleniania oraz częstotliwością jej zmian. Ogólnie akceptowalny mechanizm degradacji warstw TBC otrzymywanych metodami APS (Air Plasma Spraying) i EB-PVD (Electron Beam Physical Vapour Deposition) z warstwami podkładowymi typu MCrAlY zakłada, że główną przyczyną zniszczenia jest zarodkowanie i propagacja mikropęknięć w strefie połączenia pomiędzy warstwą tlenków TGO a międzywarstwą z następującym efektem odkształcania i odpadania zewnętrznej warstwy ceramicznej. Siłą napędową zarodkowania i propagacji powstałych pęknięć jest energia odkształcenia plastycznego skumulowana w strefie występowania tlenków TGO oraz w warstwie ceramicznej, zgromadzona tam w efekcie różnic w wartościach współczynnika rozszerzalności liniowej pomiędzy warstwą ceramiczną a metalicznym podłożem, występujących podczas zmian temperatury. W zależności od stopnia niedopasowania tych współczynników oraz spadku temperatury istnieje krytyczna wartość grubości strefy TGO charakteryzująca początek procesu delaminacji. Oznacza to w praktyce, że im większa jest grubość strefy tlenków TGO lub im większa jest kinet[...]

Przewodnictwo cieplne powłokowych barier cieplnych na bazie cyrkonianów ziem rzadkich


  Zwiększenie trwałości powłokowych barier cieplnych (TBC - thermal barrier coatings) umożliwia dalszy rozwój turbin gazowych zarówno stacjonarnych, jak i dla przemysłu lotniczego. Sprowadza się w dużej mierze do wzrostu temperatury gazów wylotowych, co zwiększa sprawność turbiny. Obecnie temperatura gazów wylotowych w turbinie może osiągać wartość nawet 1500°C bezpośrednio przy powierzchni ścianki komory spalania, a zastosowanie warstw typu TBC pozwala ją zmniejszyć nawet o ok. 200°C. Aby uzyskać efektywny dalszy wzrost temperatury gazów bez bardzo szkodliwych dla trwałości efektów przegrzania elementów metalicznych, przewodnictwo cieplne ceramicznych warstw izolujących powinno być możliwie najmniejsze, co dla warstw ceramicznych TBC o przewodnictwie cieplnym rzędu 1 W/mK wymaga zastosowania warstw o grubości ok. 1 mm. Stanowi to bardzo duże wyzwanie materiałowe i technologiczne, zwłaszcza, że tak mała wartość przewodnictwa cieplnego musi być parametrem stabilnym w funkcji czasu eksploatacji. Ponadto warstwy te muszą być trwałe z punktu widzenia właściwości mechanicznych, a jest to dość trudne, gdyż są narażone na działanie wysokiej temperatury i szoków cieplnych, a także na działanie środowisk korozyjnych i erozyjnych. Z punktu widzenia aplikacyjnego bardziej pożądane są powłoki o mniejszej grubości i małej wartości przewodnictwa cieplnego niż powłoki grubsze o większym przewodnictwie cieplnym. Mimo iż sumarycznie efekt izolacji cieplnej będzie taki sam, to powłoki grubsze są bardziej skłonne do łuszczenia się i odpadania od materiału podłoża. Zakłada się, że gdyby udało się zaprojektować i wytworzyć powłokę ceramiczną stabilną cieplnie i mechanicznie o grubości ok. 0,5 mm i przewodnictwie cieplnym rzędu 0,5 W/mK, byłby to znaczący postęp w tej dziedzinie [1]. Typowa mikrostruktura powłokowych barier cieplnych otrzymanych w wyniku procesu natryskiwania plazmowego składa się z przetopionych w plazmie cząstek ceramicznych, któr[...]

 Strona 1  Następna strona »