سنتز پودر هگزا آلومينات لانتانيم (lamgal11o19) به منظور پوشش دهي به روش پلاسما اسپري بر روي سوپر آلياژ پايه نيكل به عنوان پوشش سد حرارتي

Synthesis of the lanthanum magnesium hexaaluminate (LaMgAl11O19) powder in order to plasma spray coating on the nickel super alloy as a thermal barrier coating

هگزاآلومينات لانتانيم(lamgal11o19) به عنوان يك پوشش سد حرارتي جديد به دليل خواص و ويژگي هاي برتر، جايگزين مناسبي براي زيركونياي پايدارشده با ايتريا( ysz) مي باشد. در اين پژوهش ابتدا به سنتز پودر به روش حالت جامد و سپس به بررسي و فرآوري آن جهت انجام پوشش دهي پلاسما اسپري پرداخته شد. جهت ارزيابي خواص پودر سنتز شده از ميكروسكوپ الكتروني، الگوي پراش اشعه ايكس و آناليز حرارتي استفاده شد. براي سنتز هگزا آلومينات لانتانيم، ابتدا از αal2o3 به عنوان مواد اوليه استفاده شد كه نتايج نشان دهنده عدم تشكيل فاز مورد نظر بود. سپس از پودر al2o3γ استفاده شد كه در نتيجه آن تركيبي به صورت تكفاز با مورفولوژي صفحه اي تشكيل شد و همچنين دماي سنتز اين تركيب cº1330 تعيين گرديد. در محدوده دماي cº1100-850 تركيبات laalo3، mgal2o3 و αal2o3 تشكيل گرديدند كه استحاله فاز نهايي ناشي از واكنش اين سه تركيب مي باشد. از نتايج آناليز فازي مي توان نتيجه گرفت كه نقش اصلي فازal2o3γ، كاهش دماي سنتز فاز اسپينل mgal2o4 در دمايي كمتر از cº 1100 مي باشد. آناليز شيميايي پودرهاي گرانول شده و پوشش اعمالي به روش پلاسما اسپري تحت پارامترهاي بهينه سازي شده، حاكي از وجود يك سيستم تكفاز و عدم تجزيه تركيب مي باشد.

Lanthanum hexaaluminate (LaMgAl11O19) as a new thermal barrier coating due to the properties and superior features is selected as a preferred composition instead of yttria -stabilized zirconia (YSZ) Composition. In this paper, synthesis of this composition by solid state reaction method was investigated then it was prepared to coat by atmospheric plasma spraying (APS) method. Scanning electron microscope with X-ray microanalysis (SEM-EDS), differential thermal analysis (TGA/DTA), X-ray diffraction (XRD) were used to characterize of the synthesized powder, granules and free standing as-sprayed LaMgAl11O19 coating. In this research first, α-Al2O3 powder was used as a raw material. The results showed that this material was not suitable for the synthesis of this compound. Therefore, γ-Al2O3 powder was used. As a result of that, a single phase compound with plate-like morphology was formed and the synthesis temperature was 1330 Cº. Also α-Al2O3, LaAlO3 and MgAl2O3 compounds were formed at 850-1100 ºC that the final phase transformation was occurred due to reaction between these three compounds. From the phase analysis results, it can be concluded that the main role of γ -Al2O3 phase in structure is to reduce the synthesis temprature of MgAl2O4 spinel phase to a temperature of less than 1100 ºC. Also chemical analysis results of granules and APS coating with optimal parameters indicated the existence of single phase structure and the second phase was not found.