تولید و شناسایی پودر نانوساختار زیر کونیای پایدار شده با اسکاندیا-ایتریا برای ایجاد پوشش های سد حرارتی

به¬تازگی، پوشش¬های سد حرارتی نانوساختار به خاطر خواص ویژه آن¬ها توجه زیادی را به خود جلب کرده¬اند. این پوشش¬ها به علت کارایی و طول عمر بهتر نسبت به پوشش¬های مرسوم، توسعه یافته¬اند. دو مشکل عمده سیستم¬های متداول سد حرارتی بر پایه ysz، مقاومت به خوردگی داغ کم و ناپایداری فازی در دماهای خیلی بالا (بالای c°1200) می¬باشد. بنابراین، بهبود مقاومت به خوردگی داغ و پایداری فازی سیستم¬های سد حرارتی به منظور توسعه کاربرد آن¬ها، یک پارامتر بحرانی است. تلاش¬های فراوانی به منظور بهبود مقاومت به خوردگی داغ پوشش¬های سد حرارتی انجام گرفته است. به تازگی، استفاده از ترکیب چند پایدار کننده برای دست-یابی به خواص بهتر و طول عمر بیشتر پوشش سد حرارتی مورد توجه محققان قرار گرفته است. تحقیقات نشان داده است که پوشش پاشش پلاسمایی شده sysz میکروساختار، پایداری حرارتی و مقاومت به خوردگی داغ بیشتری نسبت بهysz و scsz دارد، ولی تاکنون پژوهشی در مورد ارزیابی خواص پوشش سد حرارتی sysz نانوساختار انجام نشده است. در این پژوهش، ابتدا نانوپودر sysz به روش سل-ژل اصلاح شده ساخته شد؛ سپس نانوپودرهای تهیه شده به روش پاشش خشک گرانوله شد. پوشش سد حرارتی sysz نانوساختار به روش پاشش پلاسمایی تهیه شده و خواص پوشش از قبیل ریزساختار، استحکام چسبندگی، پایداری فاز دما بالا، ظرفیت عایق سازی حرارتی، مقاومت به شوک¬های حرارتی، نفوذپذیری حرارتی و مقاومت به خوردگی داغ، بررسی شد. الگوی پراش پرتو ایکس و آنالیز رامان، تتراگونال بودن محصولات (نانوپودر، نانوگرانول و نانوپوشش sysz) را تایید کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که متوسط اندازه نانوذرات به¬دست آمده به¬روش سل-ژل اصلاح¬ شده برابر با nm 3 ± 17 است. آزمون خوردگی داغ پوشش sysz نانوساختار تولید شده، مقاومت به خوردگی داغ بسیار بهتر (زمان تخریب برابر با h 300) از پوشش ysz (زمان تخریب = h 18) نشان داد. هم¬چنین، آزمون پایداری فاز دما بالا (h 24 /c°1400)، نشان داد که این پوشش، هیچ گونه استحاله فازی در این دما ندارد. ظرفیت عایق¬سازی حرارتی پوشش sysz نانوساختار (c°92 = δt )، نیز بیشتر از پوشش¬های ysz میکروساختار (c°72 = δt) بود. بنابراین، این پوشش می¬تواند به عنوان گزینه امیدوارکننده برای پوشش¬های سد حرارتی توربین¬های گازی مورد استفاده قرار گیرد.