Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Sławomir Kotowski"

Numerical prediction of the thermodynamic properties of ternary Al-Ni-Zr alloys


  Phase diagrams are the most concise representation of a given system, and are crucial for understanding phase transformations, interfacial reactions, solidification and related changes in microstructure. Therefore, they are essential for the development of new multicomponent materials. Phase diagrams are determined by experimental methods such as: thermal analysis, microstructure examination, pressure measurements and others. However, the experimental determination of phase diagrams is a timeconsuming and costly task because the number of possible systems increases drastically with the number of elements. Experimental information for entire phase diagrams is available for most of the binary systems, but experimental information becomes increasingly sparse as the number of constituent elements increases (for ternary, quaternary and higher order systems) [1]. In this context, it is useful to estimate thermodynamic data of multicomponent systems from the constituent binary systems. There are many methods of modelling thermodynamic properties and calculations of phase diagrams in complex systems on the basis of thermodynamic properties of binary alloys constituting the complex alloy. Geometrical models and thermochemical model may be used for prediction of excess Gibbs energies of a ternary homogenous solution from the corresponding binary data. Methods of extrapolating thermodynamic properties of alloys into multicomponent systems are based on the summation of the binary and ternary excess parameters. The formulas for doing this are based on various geometrical weightings of the mole fractions. Binary compositions are chosen by using geometric correlations in the isothermal Gibbs triangle. Typically, the binary compositions are obtained from the intersection of an isogram, passing through the ternary composition of interest and the sides of the triangle. An isogram is a line of constant value of a given quantity, such as mole fr[...]

Charakterystyka ceramicznych materiałów stosowanych do natryskiwania plazmowego


  W artykule przedstawiono podstawowe właściwości materiałów stosowanych do natryskiwania powłokowych barier cieplnych w warunkach obniżonego ciśnienia. Analizie poddano proszki stosowane przez firmę Sulzer-Metco do procesów LPPS-Thin Film. Przedstawiono charakterystykę wybranych proszków stosowanych na międzywarstwy oraz zewnętrzną warstwę ceramiczną. Przedstawiono analizę proszków na bazie tlenku cyrkonu stabilizowanych tlenkami itru, magnezu oraz wapnia. Słowa kluczowe: proszki, cienkie warstwy, natrysk plazmowy. Abstract Characterization of powders used for plasma spraying of thermal barrier coatings The authors described in this article the basic properties of materials used for spray process of thermal barrier coatings under low pressure. Powders used by Sulzer-Metco company for LPPS-Thin Film processes were analysed. The characteristic of selected powders applied for bond-coats and outer ceramic layer was introduced. The authors presented the analysis of powders based on zirconium oxide stabilized by yttrium oxide, magnesium and calcium. Keywords: powder, thin film, plasma spray. Wprowadzenie Dynamiczny rozwój lotnictwa pasażerskiego determinuje rozwój silników lotniczych. Jest on ukierunkowany na uzyskiwanie mniejszego zużycia paliwa oraz ograniczenia emitowanych zanieczyszczeń. Aby osiągnąć te cele konieczne jest stosowanie wyższej temperatury spalania co wymaga zastosowania nowych materiałów o wyższej żaroodporności. Do ochrony powierzchni części gorącej silnika lotniczego stosowane są najczęściej powłokowe bariery cieplne (TBC). Powłoki te złożone są z co najmniej dwóch warstw. Zewnętrzną warstwę stanowi tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru. Warstwa wewnętrzna - metaliczna może być złożona z fazy NiAl modyfikowanej platyną albo z wieloskładnikowego stopu typu MeCrAlY. Warstwę zewnętrzną - ceramiczną nakłada się metodą natryskiwania plazmowego w warunkach ciśnienia atmosferycznego - APS lub fizyczneg[...]

Nowe możliwości osadzania warstw ceramicznych poprzez zastosowanie metody PS-PVD


  W artykule przedstawiono aktualny stan wiedzy w zakresie procesu natryskiwania plazmowego pod obniżonym ciśnieniem z odparowaniem proszku PSPVD. Metoda ta zapewnia uzyskiwanie warstwy ceramicznej powłokowej bariery cieplnej o budowie kolumnowej, charakterystycznej dla otrzymywanych w procesie EB-PVD. Przedstawione zostały wyniki pierwszych prób osadzania warstw w tym procesie realizowanych w Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego. Wykazano możliwość wytworzenia warstw na warstwach aluminidkowych wytworzonych metodą kontaktowo-gazową oraz gazową (VPA). Uzyskane wyniki wskazują na zasadność kontynuowania badań. Słowa kluczowe: ceramika, natrysk plazmowy, EB-PVD, VPA New possibilities of ceramic coatings deoposition by PS-PVD method Abstract The current condition of knowledge was introduced in the article in the range of the process of plama spraying under the lowered pressure with vaporization of the powder PS-PVD. This method assures getting the ceramic layer of the thermal barrier coating about the columnar, characteristic building for received in the process EB-PVD. The results of first tests of sediment layers in this process realized in R&D Laboratory for Aerospace Materials were introduced. The possibility of producing layers on layers aluminium coating produced the method contact - gas and gas (VPA) was showed. Got results show on the legitimacy of continuing investigations. Keywords: ceramics, plasma spray, EB-PVD, VPA.Wprowadzenie Nakładanie powłokowych barier cieplnych stanowi najskuteczniejszy obecnie sposób ochrony powierzchni łopatek turbiny silnika lotniczego przed oddziaływaniem agresywnego środowiska gazów spalinowych. Ciągłe podnoszenie temperatury pracy silnika i coraz wyższe wymagania w zakresie ograniczenia emisji zanieczyszczeń determinują intensywny rozwój powłok żaroodpornych. Jest on ukierunkowany na nowe technologie wytwarzania i materiały powłokotwórcze. Aktualnie w praktyce [...]

Metody komputerowe w inżynierii powłok ochronnych. Część I. Modelowanie procesu natryskiwania plazmowego. Przegląd literatury

Czytaj za darmo! »

Początki badań plazmy sięgają lat 20. i 30. XX wieku. Dotyczyły one wpływu zjawisk plazmowych w jonosferze na propagację fal radiowych oraz zastosowania gazowych lamp wyładowczych w sterowaniu prądem elektrycznym. W latach 50. badania plazmy były związane głównie z opracowywaniem technologii kontrolowanej syntezy termojądrowej. Kolejna dekada zaowocowała rozpoczęciem prac nad budową silników rakietowych wykorzystujących strumień plazmy jako źródło napędu. Wyniki tych badań znalazły zastosowanie w konstrukcji silników jonowych należących do najbardziej wydajnych napędów stosowanych w technice kosmicznej. Na lata 70. przypada początek rozwoju metod chemicznego i fizycznego osadzania powłok z fazy gazowej (PVD - Physical Vapour Deposition, CVD - Chemical Vapour Deposition), w tym procesów chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganych za pomocą plazmy PACVD i PECVD (Plasma Assisted CVD, Plasma- Enhanced CVD). Procesy te stanowią rodzaj obróbki cieplno-chemicznej, są również jednymi z najważniejszych zastosowań plazmy w inżynierii materiałowej. Zjawiska plazmowe znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach techniki: astronautyce, elektronice, metalurgii ekstrakcyjnej, natryskiwaniu cieplnym, spawalnictwie, także inżynierii silników z naddźwiękową komorą spalania. Plazma wysokotemperaturowa jest stosowana w utylizacji odpadów oraz przetwarzania odpadów organicznych na energię elektryczną lub biopaliwo do silników odrzutowych (Plasma Gasification Waste-to-Energy Technology) [1, 2]. Rozwój technologii lotniczych i wymogi dotyczące podwyższenia temperatury w komorze spalania eksploatowanych silników lotniczych wpłynęły na rozwój materiałów o lepszych właściwościach cieplno-izolacyjnych - powłokowych barier cieplnych (TBC - Thermal Barrier Coating). Zewnętrzna warstwa ceramiczna, o małej przewodności cieplnej stanowi barierę oddzielającą powierzchnię podłoża od strumienia gorących gazów. Poszczególne warstwy tworzące system powłokowe[...]

Metody komputerowe w inżynierii powłok ochronnych. Część II. Symulacja procesu natryskiwania plazmowego. Przegląd literatury

Czytaj za darmo! »

Procesy natryskiwania cieplnego są stosowane w technice od ponad stu lat. Wraz z ich rozwojem poszerzał się obszar wiedzy dotyczącej zjawisk zachodzących w trakcie powstawania powłoki. W pierwszej części artykułu [1] przedstawiono modele matematyczne służące do opisu złożonych procesów towarzyszących tworzeniu się powłoki ochronnej. W prezentowanej pracy autorzy opisali teoretyczne podstawy metod symulacji natryskiwania plazmowego oraz bazujące na nich narzędzia umożliwiające jakościowy i ilościowy opis zjawisk zachodzących podczas procesu. Wyniki otrzymane w symulacji, po ich weryfikacji z danymi eksperymentalnymi, stanowią dobrą podstawę do poprawy efektywności procesu oraz właściwości i mikrostruktury wytworzonych powłok. Przebieg procesu natryskiwania plazmowego jest determinowany przez wiele czynników oddziałujących na właściwości użytkowe i mikrostrukturę ukształtowanej powłoki. Znajomość tych czynników oraz ich wzajemnego oddziaływania jest niezbędna do kompleksowej charakterystyki procesu natryskiwania plazmowego. Właściwości użytkowe i mikrostruktura uzyskanej powłoki powinny uwzględniać warunki jej eksploatacji, m.in. naprężenia mechaniczne i cieplne, obciążenia w warunkach statycznych lub dynamicznych, temperaturę pracy i wpływ zmian temperatury, zużycie ścierne, środowisko eksploatacji, np. czynniki korozyjne (korozja wysokotemperaturowa) i erozyjne, trwałość elementu oraz koszt produkcji i eksploatacji. Symulacja numeryczna procesu natryskiwania plazmowego Symulacja procesu natryskiwania plazmowego polega na doborze metod numerycznych umożliwiających rozwiązanie równań stanowiących podstawę przyjętego modelu. Algorytm Rungego-Kutty należy do najpopularniejszych metod rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych postaci: [...]

Wpływ warunków natryskiwania plazmowego LPPS oraz PS-PVD na mikrostrukturę warstw NiCoCrAlY oraz YSZ

Czytaj za darmo! »

Wytwarzanie powłokowych barier cieplnych (Thermal Barrier Coatings - TBC) jest obecnie jedną z najbardziej efektywnych metod ochrony powierzchni elementów części gorącej silnika lotniczego przed oddziaływaniem spalin. Zastosowanie powłok TBC umożliwia zwiększenie dopuszczalnej temperatury pracy turbiny do 1500°C. Wyższa temperatura pracy zapewnia zwiększenie mocy silnika oraz zmniejszenie zużycia paliwa, podnosząc sprawność silników lotniczych. Prowadzone na świecie badania mają na celu nieustanną poprawę właściwości powłok TBC [1, 2]. Stosowane obecnie powłokowe bariery cieplne składają się z przynajmniej dwóch warstw: warstwy przejściowej oraz wierzchniej warstwy ceramicznej. Warstwa przejściowa (bondcoat) jest osadzana w celu poprawy adhezji warstwy ceramicznej do materiału podłoża. Stosowanie warstwy przejściowej w powłokach TBC wpływa na poprawę odporności przed czynnikami korozyjnymi, takimi jak utlenianie i korozja siarkowo-tlenowa (hot corrosion). Mechanizm ochrony przed utlenianiem i korozją jest związany z tworzeniem się na powierzchni warstwy tlenków (Thermally Grown Oxide - TGO). Najczęściej warstwa TGO składa się z tlenku Al2O3 i Cr2O3. Tlenki te charakteryzują się wolnym tempem wzrostu oraz łatwym tworzeniem się na podłożu metalicznym. W powłokach TBC jako warstwę przejściową stosuje się dyfuzyjne warstwy aluminidkowe lub warstwy na osnowie wieloskładnikowego stopu typu NiCoCrAlY. Warstwy dyfuzyjne bazują na fazie β-NiAl. W celu poprawy jej właściwości jest możliwa modyfikacja warstw Pt, Pd, Zr oraz Hf. Stosowanie wieloskładnikowej warstwy przejściowej typu NiCoCrAlY w porównaniu z warstwami dyfuzyjnymi zapewnia większą niezależność od rodzaju materiału podłoża. Możliwe jest dostosowanie składu warstwy typu NiCoCrAlY do prognozowanych warunków pracy, obciążeń i mechanizmów degradacji, a więc jej skład jest zależny od przeznaczenia [3÷5]. Warstwy przejściowe NiCoCrAlY są wytwarzane metodami natryskiwania pl[...]

The application of tumble finishing in surface preparation process for deposition of TBC coatings DOI:10.15199/28.2017.1.2


  Thermal barrier coatings (TBC) are widely used for protection of turbine blades against aggressive thermomechanical and chemical degradation during operation in hot section of aircraft engine. Quality and properties of TBC coating is strictly related to preparation of substrate material (grinding, and rounding off edges, polishing and cleaning). In the article, tumble finishing as method for surface preparation before deposition of thermal barrier coatings has been described. The process was performed for different types of ceramic feedstock and base material in order to obtain homogeneous roughness. Tumbling was carried out using centrifugal polishing machine. The research was divided into three stages. The first one consisted in investigation of the influence of rotational velocity and water flow, on the course of tumbling process. Afterwards, proper type of ceramic feedstock has been selected. During the last stage, ready-to-use recipes for polishing of samples made of for CMSX-4, Inconel® 718 and stainless steel 1.4016 were developed. Key words: tumbling, tumble finishing, TBC, thermal barrier coatings, surface preparation.1. INTRODUCTION Taking into account the actual trends in aircraft engine design, including constant shifting conditions in the hottest section of aircraft engines towards higher temperature and more aggressive thermomechanical and chemical conditions, it is imperative to apply materials characterized by highest mechanical properties and protective coatings providing thermal insulation and chemical barrier for base material. Increasing the operating temperature allows to improve the engine efficiently and reduce fuel consumption and the emission of carbon dioxide [1, 2]. This canalizes the research on modification of engine design in order to improve the resistance to influence of high temperature, oxidizing gases environment and mechanical loads which are present in operating conditions. In the article, the c[...]

 Strona 1