بررسي رفتار خوردگي داغ پوشش‌هاي سد حرارتي CSZ و كامپوزيت لايه‌اي CSZ/Nano-Al2O3 به روش پاشش پلاسمايي

Investigation of Hot Corrosion Resistance of usual CSZ and Layer Composite of CSZ/Nano-Al2O3 Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings

در مطالعه حاضر، رفتار خوردگي داغ دو نوع پوشش سد حرارتي (Thermal Barrier Coatings: TBC)، الف) زيركونيا پايدار شده با سريا (CSZ) و ب) كامپوزيت لايه‌اي زيركونياي پايدار شده با سريا/نانوآلومينا (CSZ/Nano-Al2O3)، ايجاد شده به روش پاشش پلاسمايي مورد بررسي قرار گرفت. آزمون خوردگي داغ در سطح پوشش‌ها با استفاده از نمك‌هاي مذاب سولفات و وانادات در دماي °C 1050 به مدت 40 ساعت انجام شد. پوشش CSZ دچار تخريب گرديد در حالي كه هيچگونه تخريب و محصولات خوردگي داغ در پوشش (CSZ/Nano-Al2O3) يافت نشد. ريزساختار و نوع فازهاي پوشش‌ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و دستگاه پراش اشعه ايكس (XRD) مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد تشكيل زيركونياي مونوكلينيك، كريستال‌هاي ميله‌اي شكل CeVO4، YVO4 و كريستال‌هاي شبه مكعبي CeO2 به عنوان محصولات خوردگي داغ باعث تخريب پوشش CSZ شد و پوشش متراكم آلومينا به عنوان لايه بيروني در پوشش CSZ/Nano-Al2O3، نفوذ مواد خورنده به داخل پوشش اصلي را كاهش داده و منجر به مقاومت بيشتر در برابر خوردگي داغ شده است.

In this study, hot corrosion behavior of two-types of plasma sprayed thermal barrier coatings (TBCs), was evaluated: a) usual CSZ (ceria-stabilized zirconia) and b) layer composite coating (CSZ/Nano-Al2O3). Hot corrosion test was carried out on the surface of coatings in sulfate and vanadate molten salts at 1050 °C for 40 h. Microstructures and various phases were examined by using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analyses. As the results usual CSZ degraded, the formation of monoclinic ZrO2, rod type crystals of CeVO4, YVO4 and semi-cubic crystals of CeO2 as hot corrosion products caused the degradation of mentioned TBC. Dense nano-alumina coating as an outer layer in layer composite coating reduced the infiltration of molten salts into TBC structure and resulted in the further resistance against hot corrosion.