ข้อดีของผง YSZ 11-125um สำหรับการเคลือบป้องกันความร้อนของใบพัดเครื่องยนต์
1. การนำความร้อนและประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนที่ดีเยี่ยม
– การนำความร้อนต่ำ (2.2-2.9 W/m·K): ลดอุณหภูมิของโลหะฐานได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของใบมีด
– ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนสูง (10-11×10⁻⁶/K): ใกล้เคียงกับพื้นผิวโลหะผสมที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูงที่เป็นนิกเกิล ซึ่งช่วยลดความเครียดที่อินเทอร์เฟซภายใต้การเปลี่ยนแปลงของความร้อน
2. เสถียรภาพเฟสอุณหภูมิสูง
– เฟสกึ่งเสถียรแบบเตตระโกนัล (เฟส t’): เสถียรในระยะยาวที่อุณหภูมิ 1,200-1,400°C หลีกเลี่ยงการขยายปริมาตรและการแตกร้าวของการเคลือบที่เกิดจากการเปลี่ยนไปเป็นเฟสโมโนคลินิก (เฟส m) ในระหว่างการทำความเย็น ผง YSZ 8% โมลไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีในสภาพแวดล้อมการเผาไหม้ไฮโดรคาร์บอนของเครื่องยนต์กังหันแก๊ส
– ผลการเจือปนของอิตเทรียม: Y2O3 ยับยั้งการเปลี่ยนแปลงเฟสและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการเคลือบในการให้บริการที่อุณหภูมิสูง
3. ทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดี
– ความเหนียวในการแตกหักสูง: ดูดซับพลังงานผ่านกลไกเสริมความแข็งแกร่งในการเปลี่ยนเฟส (การเปลี่ยนเฟส t→m ที่เกิดจากความเครียด) เพื่อชะลอการแพร่กระจายของรอยแตก
– การออกแบบขนาดอนุภาคที่เหมาะสมที่สุด: ผงขนาด 11-125μm ช่วยปรับสมดุลความหนาแน่นของการเคลือบ (รูพรุนลดลง) และความทนทานต่อความเครียด (รูพรุนที่เหมาะสมเพื่อบรรเทาความเครียด)
4. ทนทานต่อการเผาและเสถียรภาพทางเคมีได้ดีเยี่ยม
– ทนทานต่อการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง: ขนาดอนุภาคหยาบ (125μm) ลดพื้นที่ผิวเฉพาะและยับยั้งการแข็งตัวของสารเคลือบที่เกิดจากการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชมากเกินไปที่อุณหภูมิสูง (>1200°C)
– ความเฉื่อยทางเคมี: ทนทานต่อการกัดกร่อนของ CMAS (แคลเซียม แมกนีเซียม อลูมิเนียม ซิลิเกต) ในก๊าซจากการเผาไหม้ และการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เกิดออกซิไดซ์
5. ความสามารถในการปรับตัวของกระบวนการ
– เหมาะสำหรับการพ่นพลาสมา (APS) หรือการพ่นเปลวไฟ: ขนาดอนุภาคช่วง 11-125μm ช่วยให้ผงมีสภาพคล่องและสร้างการเคลือบที่สม่ำเสมอ (ความหนาทั่วไป 100-500μm)
– ประสิทธิภาพในการสะสมสูง: อนุภาคหยาบช่วยลดสัดส่วนของอนุภาคที่ไม่ละลายในระหว่างการฉีดพ่น และปรับปรุงความแข็งแรงในการยึดเกาะของสารเคลือบ
6. ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของ CMAS
– โครงสร้างอนุภาคขนาดใหญ่: ลดอัตราการแทรกซึมของของเหลวที่หลอมละลาย CMAS และการปรับเปลี่ยนการเจือปน (เช่น Al₂O₃/Ta₂O₅) อาจทำให้การกัดกร่อนล่าช้าลงไปอีก
เซอร์โคเนียที่เสถียรด้วยอิตเทรียม (11-125μm) ได้กลายเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับ TBC ของเครื่องยนต์เครื่องบินและใบพัดกังหันแก๊ส เนื่องมาจากเสถียรภาพของเฟสที่อุณหภูมิสูง ฉนวนกันความร้อน ทนต่อการกระแทกจากความร้อน และความเป็นมิตรต่อกระบวนการ
