تحليل ترمومكانيكي اثر افزودن آلومينا به سيستم پوشش سد حرارتي ايجاد شده به روش پاشش پلاسمايي از طريق شبيه‌سازي المان محدود

Thermomechanical Analysis of the Effect of Adding Alumina to the Plasma Sprayed Thermal Barrier Coating Using Finite Element Analysis

در اين مطالعه مجموعه ­اي از حالات محتمل افزودن آلومينا به سيستم پوشش سد حرارتي با در نظر گرفتن نتايج تجربي گزارش شده توسط ساير محققين از نقطه نظر حالات بهينه افزودن آلومينا به سيستم پوشش سد حرارتي از جنبه افزايش مقاومت به اكسيداسيون و خوردگي داغ در نظر گرفته شده و انتقال حرارت و توزيع تنش در آن‌ها بصورت مقايسه­ اي و مطلق مورد بحث و مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه در نمونه ­هاي حاوي آلومينا منطقه بحراني تمركز تنش در فصل مشترك لايه حاوي آلومينا با لايه ­هاي مجاور رخ مي­دهد. همچنين همواره مقادير تنش ماكزيمم در نمونه ­هاي حاوي آلومينا نسبت به نمونه­ هاي فاقد آلومينا بالاتر است. با توجه به ضريب هدايت حرارتي بالاتر آلومينا نسبت به YSZ، افزودن آلومينا به سيستم پوشش سد حرارتي خاصيت عايق سازي حرارتي را تضعيف مي­ كند.

In this study, a set of possible conditions for the addition of alumina to the thermal barrier coating system was considered, taking into account the experimental results reported by other researchers, from the point of view of the optimal state of adding the alumina to the thermal barrier coating system, in terms of increasing oxidation resistance and hot corrosion. The heat transfer and distribution of stress have been discussed and studied in a comparative and absolute manner. The results showed that in alumina-containing samples, the critical area of concentration of stress is in the interface of the layers containing alumina. Also, the maximum stress values in alumina-containing samples are higher than those with no alumina. Due to the higher thermal conductivity of alumina than YSZ, the addition of alumina to the thermal barrier coating system weakens the thermal insulation property.