Vize a fenomèn nan kouch baryè tèmik penti kap dekale nan motè k ap travay turbine lam pandan tès kouri, etid sa a te jwenn konnen kòz la rasin nan penti kap dekale pandan itilizasyon pwodwi a atravè obsèvasyon makwoskopik, analiz mòfoloji mikwoskòp elèktron ak analiz mikwokonpozan spectre enèji, konbine. ak rezilta envestigasyon yo nan pwosesis la tout pwosesis, epi mete pi devan sijesyon pou amelyorasyon nan teknoloji a pwosesis nan pati ki vin apre yo.
Elèktron gwo bout bwa fizik vapè depozisyon (EB-PVD) kouch baryè tèmik te lajman itilize nan lam motè aero, e li te vin tounen yon teknoloji kle endispansab pou lam motè aero. Teknoloji EB-PVD se yon teknoloji ki sèvi ak yon gwo enèji gwo dansite elektwon pou chofe materyèl yo dwe vaporize nan yon kreze dlo-refwadi nan yon anviwònman vakyòm, pou ke li rive nan yon eta gazeifikasyon fonn, ak evapore nan substra a anba aksyon an. nan yon chan mayetik defleksyon kondanse nan yon kouch. Gen plizyè kalite estrikti kouch baryè tèmik EB-PVD, ki gen ladan estrikti doub kouch, estrikti gradyan ak estrikti multikouch, ki pi lajman itilize se kouch doub kouch baryè tèmik. Kouch baryè tèmik doub-kouch la konpoze de yon kouch tèt seramik ak yon kouch metal lyezon. Kouch seramik la sitou jwe wòl nan izolasyon chalè, ak kouch metal lyezon an sitou jwe wòl nan soulaje dezakò nan ekspansyon tèmik ant matris la ak kouch seramik la, ak amelyore rezistans nan matris la nan korozyon oksidasyon tanperati ki wo. Nan anviwònman k ap travay aktyèl la, koòdone ki genyen ant kouch kosyon an ak kouch seramik la pral fòme yon kouch oksid, eleman prensipal la nan ki se -Al2O3, kidonk anpeche difizyon an plis nan O eleman nan kouch la. Defi prensipal la fè fas a aplikasyon an nan kouch baryè tèmik se durability nan kouch la, espesyalman rezistans nan kouch nan eklatman, ki se enfliyanse pa anpil faktè, tankou eta a estrès nan kouch seramik la, mikrostruktur nan kouch nan kosyon, epesè a. ak eta estrès nan kouch TGO a, ak rezistans nan ka zo kase nan koòdone yo divès kalite ant kouch nan kosyon ak TGO. Kounye a, li rekonèt ke oksidasyon kouch kosyon an se faktè kle pou detèmine lavi a nan kouch baryè tèmik la.
1. Pwosesis tès ak rezilta yo
1.1 Obsèvasyon makroskopik nan mòfoloji eklatman kouch
9 h apre tès motè a, li te jwenn ke kouch la sou sifas lam k ap travay la te eklatman, ak zòn nan eklatman depase kondisyon estanda yo. Mòfoloji makro li yo montre nan Figi 1.
1.2 Analiz konparatif nan kouch anvan ak apre yo fin itilize
Yo nan lòd yo analize plis kòz yo nan penti kap dekale fèy yo, fèy sèvis yo te konpare ak nouvo fèy yo nan menm pakèt la, epi yo te konpare ak analize konpozan yo kouch ak mikrostruktur nan konsèy lam yo ak pati mitan nan chak fèy yo dapre fèy la. pozisyon yo montre nan Figi 2.
1) Konparezon mòfoloji makro fèy. Lam sèvis la ak nouvo lam la te konpare ak obsève, epi yo te montre mòfoloji a nan Figi 3. Se penti kap dekale nan sèvis lam sitou konsantre nan kwen an inlet ak kwen echapman nan lam tou pre pwent lam la.
2) analiz konpozisyon chimik. Echantiyon yo te pran nan pwent lam la ak mitan kò lam la, ak echantiyon metalografik yo te prepare apre Mozayik cho. Dapre pati deteksyon yo montre nan Figi 2, konpozan kouch yo sou chak pati nan lam la te analize pa spectre enèji. Rezilta yo te montre ke kontni an nan eleman prensipal nan kouch anba a nan fèy yo kale yo te fondamantalman menm jan ak sa yo ki nan menm pakèt la nan fèy dezenstale, men pa te gen okenn diferans evidan nan kontni an nan eleman prensipal nan kouch sifas la.
3) analiz mòfoloji kouch. Echantiyon metalografik yo te obsève pa eskanè mikwoskòp elèktron, ak rezilta yo te montre nan Figi 4. Li ka wè nan figi a ke kouch anba nan lam la kote kouch la dekale se entak, ak kèk tisi kouch sifas rete sou anba a. kouch. Se kouch la kase soti nan rasin nan kouch sifas la kolon kristal, e gen apeprè 1 μm TGO kouch ant kouch sifas la ak kouch anba a. Pli lwen, yo te analize estrikti kouch konplè a nan diferan pozisyon nan lam la, epi yo te obsève mòfoloji mikwoskopik ki soti nan kwen inlet la rive nan kwen echapman nan seksyon presegondè lam la. Nan kwen inlet nan mitan seksyon an nan lam la, kristal silendrik kouch sifas la te fann sou rasin lan, ki endike ke kouch la kòmanse kale nan pwent lam la, ak ka zo kase a pwolonje nan mitan lam la. . Nan lòt men an, estrikti kouch sifas kolòn kristal nan do fèy la ak kwen tiyo echapman yo gwoupe ansanm, pa nan yon distribisyon plim, espas ki genyen ant kristal kolòn se pa evidan, ak rasin nan kristal kolon an pi lach pase. pwent la.
Yo te fè mikwoskospi elektwonik optik sou diferan pozisyon nan lam dezenstale nan menm pakèt la, ak rezilta yo te montre nan Figi 5. Jan yo ka wè nan Figi 5, estrikti nan kouch nan fèy ki fèk fèt yo se menm ak sa yo ki nan fèy yo kale. . Fen anwo kristal kolòn nan distribiye anpil, epi estrikti kouch sifas la fòme pa anpile kouch. Gen yon kouch TGO evidan ant kouch sifas la ak kouch anba a, ak epesè a se sou 1μm. Egzistans nan kouch TGO ant kouch lyezon an ak kouch seramik sou lam la endike ke pandan depo kouch seramik la, gen yon sèten kantite O nan gwo fou a, ki ankouraje fòmasyon nan kouch TGO, ak degre vakyòm nan. gwo fou a pa ka satisfè kondisyon estanda yo, se konsa ke kouch TGO a premye fòme nan junction nan kouch anba a ak kouch sifas la. An menm tan an, sifas seramik fann ansanm kristal kolòn nan egziste tou nan pwent lam la.
Pwosesis la nan kouch baryè tèmik lam se jan sa a: sifas lam pretreatment → milti-arc ion plating depo baz → difizyon vakyòm → netwayaj ultrasons → vakyòm elèktron gwo bout bwa kouch sifas depozisyon. Pandan pwosesis li yo, tou de kouch metal lyezon an ak kouch seramik la depoze anba vakyòm, kidonk yon kouch TGO apeprè 1 μm epè pa ta dwe pwodui ant kouch lyezon an ak kouch seramik la. Pwosesis preparasyon kouch baryè tèmik ki deja egziste a pa gen kouch TGO pou deteksyon tisi, kidonk enpak kouch TGO ki te pwodwi nan pwosesis preparasyon an sou pèfòmans ak lavi sèvis kouch baryè tèmik la bezwen demontre an detay, kidonk li se pa nesesè pou antre nan detay isit la. Sepandan, si degre nan vakyòm nan gwo fou a pa satisfè kondisyon yo, estrikti a ak pwopriyete sifas seramik la ka afekte lavi sa a ki sèvis nan kouch nan baryè tèmik, ki se verifye pa eksperyans nan etid sa a.
1.3 Tès Microhardness
Dite nan sifas seramik de kalite lam yo te teste respektivman, e rezilta yo montre nan tablo 1. Li ka wè pa gen okenn diferans enpòtan nan valè dite sifas seramik lam penti kap dekale kouvwi ak sa. nan lam la dezenstale nan menm pakèt la, ki endike ke valè dite nan lam la nan menm pakèt la pa chanje anpil anvan ak apre yo fin itilize.
1.4 Tès verifikasyon
Se kouch seramik kouch baryè tèmik la te pote soti anba pwosesis depo fizik elèktron gwo bout bwa a. ZrO2 chofe nan yon founo vakyòm jiskaske li evapore nan ingot la, ak Lè sa a, tou dousman depoze sou sifas lam la. Fòm ak epesè kwasans kouch seramik yo asire pa kontwole paramèt tankou aktyèl, degre vakyòm ak tan depozisyon nan gwo fou a vakyòm. Apre revizyon pwosesis, li jwenn ke gen dosye ranplase fil zam oswa lwil ponp mekanik nan gwo founo dife vakyòm, ki pral dirèkteman afekte degre nan vakyòm nan gwo founo dife vakyòm, ak Lè sa a, afekte kwasans lan nan kouch seramik kolòn kristal. Pou verifye si degre vakyòm lan gen yon efè sou mòfoloji ak pwopriyete kristal silendrik kouch seramik la, tès depo diferan kouch seramik yo fèt lè l sèvi avèk paramèt pwosesis yo nan Tablo 2.
Kouch fèy la te obsève pa mikwoskòp elèktron anba de kondisyon. Rezilta yo montre ke anba menm vòltaj la, aktyèl ak tan depo, lè degre nan vakyòm nan gwo fou a se 5 × 10-4 Torr, kristal kolòn seramik yo parèt plim oswa ble-tankou, epi pa gen okenn kouch TGO ant kouch nan lyezon. ak kouch seramik la (FIG. 6a). Lè degre vakyòm nan te 5 × 10−3 Torr, kristal kolòn nan kouch seramik la te koryas epi yo pa t montre yon fòm ki sanble ak plim oswa ki tankou Spike. Mikwostrikti rasin kristal kolòn yo te relativman lach konpare ak sa ki nan fen a, ak mikrostruktur la te sanble ak sa yo ki nan fèy yo dezenstale, e te gen yon kouch TGO ant kouch nan lyezon ak kouch seramik la (FIG. 6b) . An menm tan an, yo te teste dite nan kouch seramik la anba de degre vakyòm, ak rezilta yo te montre ke dite nan kouch seramik la te pi wo anba degre vakyòm 5 × 10−4 Torr, pandan y ap dite nan kouch seramik la. depoze anba degre vakyòm 5 × 10−3 Torr te pi ba (Tablo 3).
2. Konklizyon
1) Kouch seramik nan lam defo a kase soti nan rasin kouch sifas la, ak estrikti nan rasin nan kristal kolòn ki lach, ak pati mitan an ak anwo nan kristal la kolon yo gwoupe ak distribye nan kouch. Valè dite a pi ba pase kouch seramik nòmal la, ak estrikti a se siyifikativman diferan de sa ki nan kristal kolòn nòmal seramik kouvwi.
2) Degre vakyòm gen yon enfliyans dirèk sou mòfoloji kwasans nan kouch seramik. Lè degre nan vakyòm satisfè kondisyon estanda yo, kristal kolòn yo grandi tankou plim oswa zòrèy. Lè degre vakyòm nan pi ba pase kondisyon estanda yo, rasin kristal kolon an ki lach, pati mitan ak anwo kristal kolon an dans, epi gen yon kouch TGO evidan ant kouch lyezon an ak kouch seramik la.
3) Echèk nan kouch seramik nan lam defo a satisfè kondisyon yo sèvi ak ki te koze pa kondisyon an nòmal nan ekipman an depo fizik, sa ki lakòz òganizasyon an kouch seramik depoze pa satisfè kondisyon yo estanda.
