Mechanical and thermophysical properties of thick PYSZ thermal barrier coatings: correlation with microstructure and spraying parameters

Schwingel, Dirk; Taylor, R. E.; Haubold, T.; Wigren, J.; Gualco, C.

doi:10.1016/s0257-8972(98)00628-8

Cited by 130 publications

(63 citation statements)

References 8 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Similar values of stiffness, measured by four-point bending, were also reported by Schwingel et al [6]. They observed that the failure strains generally ranged 0.2-0.4%, whereas failure stresses ranged 4-60 MPa for thick top coats with a high density of segmentation cracks.…”

Section: Beam Bendingsupporting

confidence: 85%

“…The presence of such microscopic features also results in differences in the mechanical response under different loading conditions and length scales. While the local stiffness of PS TBCs might be close to that of dense zirconia, the global stiffness is commonly an order of magnitude or so lower [1][2][3][4][5][6]. Literature values show substantial scatter in the elastic modulus of PS YSZ top coats.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Stiffness of Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings

Paul¹

2017

Coatings

View full text Add to dashboard Cite

Thermal spray coatings (TSCs) have complex microstructures and they often operate in demanding environments. Plasma sprayed (PS) thermal barrier coating (TBC) is one such ceramic layer that is applied onto metallic components where a low macroscopic stiffness favors stability by limiting the stresses from differential thermal contraction. In this paper, the Young's modulus of TBC top coat, measured using different techniques, such as four-point bending, indentation and impulse excitation is reported, along with a brief description of how the techniques probe different length scales. Zirconia-based TBC top coats were found to have a much lower global stiffness than that of dense zirconia. A typical value for the as-sprayed Young's modulus was~23 GPa, determined by beam bending. Indentation, probing a local area, gave significantly higher values. The difference between the two stiffness values is thought to explain the wide range of TBC top coat Young's modulus values reported in the literature. On exposure to high temperature, due to the sintering process, detached top coats exhibit an increase in stiffness. This increase in stiffness caused by the sintering of fine-scale porosity has significant impact on the strain tolerance of the TBC. The paper discusses the different techniques for measuring the Young's modulus of the TBC top coats and implications of the measured values.

show abstract

Section: Beam Bendingsupporting

confidence: 85%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Stiffness of Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings

Paul¹

2017

Coatings

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…moduł Younga natryskiwanego plazmowo ZrO 2 -8%mas. Y 2 O 3 wyznaczony metodą zginania czteropunktowego wynosi 2,5÷20 GPa i zależy od gęstości pęknięć prostopadłych do powierzchni [16]. Przyczyną rozbieżności z prezentowaną pracą jest wpływ pęknięć i porów na wyniki próby zginania.…”

Section: Wyniki Badań I Dyskusjaunclassified

Mikrostruktura powłok cermetalowych natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową

Hejwowski

Łabacz-Kęcik

2012

Przegląd Spawalnictwa

View full text Add to dashboard Cite

Mikrostruktura powłok cermetalowych natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkowąMicrostructure of flame sprayed cermet coatings Dr hab. tadeusz Hejwowski, prof. PL, mgr inż. anna Łabacz-Kęcik -Politechnika Lubelska. StreszczenieW artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury powłok natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową mieszaninami proszków nimoAl/ZrO 2 -30% CaO oraz niAlmo/Al 2 O 3 -40% TiO 2 . Skład fazowy określono metodą XRD i wykazano, że w powłoce ZrO 2 -30% CaO występują fazy ZrO 2 oraz CaZrO 3 , a w powłoce Al 2 O 3 -40% TiO 2 -β tytanian glinu, korund, rutyl. Porowatość powłok cermetalowych zależała od składu proszków zastosowanych do natryskiwania. Wartości parametrów struktury geometrycznej powierzchni malały ze wzrastającą zawartością materiału ceramicznego. Dodanie do materiału bazowego tworzącego osnowę cermetalu niewielkiej ilości innego materiału zmienia mechanizm formowania powłoki.

show abstract

“…El sistema estudiado es el típico utilizado en estas aplicaciones (18), y estaba compuesto por un substrato metálico de base Ni, una capa de anclaje de composición MCrYAl (M=Ni o NiCo) y, finalmente, un recubrimiento cerámico de zrO 2 estabilizado con Y 2 O 3 (Fig. 7a).…”

Section: Degradación De Barreras Térmicas En Motores De Turbinaunclassified

“…Sin embargo, estas diferencias de expansión térmica con la temperatura pueden ser importantes en el caso de las barreras térmicas, especialmente para las llamadas TBCs gruesas con capas cerámicas que superan 1 mm. Diferentes estudios de laboratorio han demostrado la aparición de grietas, tanto perpendiculares como paralelas al substrato, durante el ciclado, que pueden llegar a producir el fallo del TBC por delaminación (8,10,18). Por otro lado, la sinterización parcial de la capa exterior del recubrimiento, que está sometida a más elevada temperatura durante el servicio, contribuye al aumento de las tensiones térmicas y acentúa la degradación en este tipo de sistemas (19).…”

Section: Introductionunclassified