سنتز و بررسي خواص حرارتي پوشش سد حرارتي نانو ساختار زيركونيا پايدار شده با اسكانديا و سريا ( ScCeSZ)

كارشناسي ارشد

چكيده زيركونيا پايدار شده به طور‌جزئي با ايتريا (YSZ 8-7) از پركاربردترين پوشش‌هاي سد حرارتي است. با اين حال در دماهاي بالاتر از C°1200 فاز پايدار شده تتراگونال به مونوكلينيك تبديل مي‌شود و احتمال ترك در پوشش را افزايش مي‌دهد. در اين تحقيق زيركونيا پايدار شده با اسكانديا و سريا (ScCeSZ) نانو ساختار به‌وسيله روش سل ژل پليمري سنتز شده و اثر مقادير مختلف پايداركننده هاي اسكانديا و سريا بر پايداري حرارتي آن مورد بررسي قرار گرفت. نمونه‌هاي مختلف در دماي C°1400 و مدت زمان 25 ساعت تحت عمليات حرارتي قرار گرفته و به منظور تعيين تركيب بهينه، پايداري حرارتي آن‌ها به‌وسيله XRD با سرعت اسكن پايين بررسي شد. با مقايسه مقدار فاز منوكلنيك تشكيل شده، مقدار تتراگوناليته و فاز تتراگونال استحاله ناپذير و فاز مكعبي، 78/4% مولي اسكانديا بدون تشكيل فاز منوكلنيك و با تتراگوناليته 0064/1 به عنوان تركيب بهينه انتخاب شد. در آزمايش ديلاتومتري ضريب انبساط حرارتي ScCeSZ 4.78 در˚C 1000 عدد °C-16-10×65/11 به دست آمد كه نسبت به YSZ نانو ساختار ( °C-16-10× 11) بهبود داشته است. در ادامه نانو پودرهاي تهيه شده به روش خشك كن پاششي آگلومره شدند. پوشش سد حرارتي 4.78ScCeSZ نانو ساختار به روش پاشش حرارتي اعمال شد. با افزايش ضريب انبساط حرارتي به همراه افزايش در پايداري حرارتي و در نتيجه كاهش تنش حرارتي در پوشش4.78ScCeSZ، انتظار مي‌رفت كه شاهد بهبود در مقاومت به شوك حرارتي پوشش معرفي شده نسبت به YSZ نانو ساختار و پوشش‌هاي معمول باشيم با اين حال جاي گيري سست نانوذرات ذوب نشده در بين اسپلت‌هاي ساختار پوشش، كاهش استحكام پيوند پوشش را به همراه داشته و سبب شكست زود هنگام آن مي‌شود.

189491

دانشگاه علم و صنعت ايران

احمد كيواني

مهندسي مواد - نانو مواد (نانو فناوري)

روح الله رحماني فرد - يوسف سيد جليلي