Analiza mikrostruktury powłokowych barier cieplnych TBC po teście cyklicznego utleniania w temperaturze 1100°C

Powłokowe bariery cieplne (Thermal Barrier Coatings – TBC) wytwarzane metodą EB-PVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) stosowane są na łopatki wirujące oraz kierujące nowoczesnych silników lotniczych oraz turbin stacjonarnych w celu obniżenia temperatury pracy stopów, z których te elementy są wykonane. Stanowią one system powłok, w których skład wchodzi zewnętrzna powłoka ceramiczna ZrO2*Y2O3 (Yttria Stabilized Zirconia – YSZ) zapewniająca ochronę przed skutkami wysokiej temperatury oraz żaroodporna międzywarstwa chroniąca przed utlenianiem. W artykule przedstawiono wyniki analizy zjawisk zachodzących w powłokowych barierach cieplnych na międzywarstwie aluminidkowej modyfikowanej platyną podczas testu cyklicznego utleniania w temperaturze 1100°C. Przeprowadzono analizę zmian w mikrostrukturze międzywarstwy oraz warstwy tlenkowej Al2O3 wzrastającej podczas utleniania wysokotemperaturowego oraz scharakteryzowano obszary, w których następuje degradacja powłokowej bariery cieplnej przez odpadanie zewnętrznej powłoki ceramicznej.

Thermal Barrier Coatings (TBC) produced using EB-PVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) method are applied on rotary and stationary blades of modern jet engines and stationary turbines in order to provide temperature reduction of the alloys these components are made of. This coating system includes a ceramic coating ZrO2*2O3 (Yttria Stabilized Zirconia – YSZ), providing protection from high temperature, and oxidation resistant bond coating. The article presents the results of phenomena analysis that occur in thermal barrier coatings on platinum modified aluminide bond coating during cyclic oxidation test at 1100°C. Changes that occur in the microstructure of the bond coat and Al2O3 oxide layer that grows during high temperature oxidation were analyzed as well as areas where the degradation of the thermal barrier coatings occurs by delamination of the top ceramic coating.