Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hành Vi Lão Hóa Của Các Huyền Phù YSZ Dựa Trên Nước Để Phun Plasma Các Lớp Phủ Rào Cản Nhiệt
Tóm tắt
Độ ổn định của huyền phù là một tham số chính cần được xem xét trong bất kỳ quy trình phủ nào sử dụng huyền phù như là nguyên liệu chính. Việc sử dụng nước như pha lỏng để chuẩn bị huyền phù rất triển vọng nhờ vào sự sẵn có, chi phí thấp và không độc hại. Trong nghiên cứu này, tác động của ba chất hoạt động bề mặt, polyethyleneimine (PEI), axit 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic (PBTCA) và α-Terpineol, đến độ ổn định chức năng của các huyền phù zirconia ổn định yttria (YSZ) dựa trên nước đã được nghiên cứu. Sự thay đổi trong tiềm năng zeta, độ pH, độ nhớt và chỉ số ổn định Turbiscan (TSI) của các huyền phù đã được theo dõi trong khoảng thời gian lão hóa từ 1 đến 7 ngày. Kết quả cho thấy α-Terpineol là chất hoạt động bề mặt hiệu quả nhất để sản xuất các huyền phù ổn định chức năng với độ nhớt và giá trị căng bề mặt thấp. Việc phun plasma các huyền phù ổn định như vậy dẫn đến sự hình thành các lớp phủ rào cản nhiệt (TBCs) với hình thái cột có độ rỗng trong khoảng từ 17 đến 18 vol.%
Từ khóa
#huyền phù #ổn định #zirconia ổn định yttria #phun plasma #lớp phủ rào cản nhiệtTài liệu tham khảo
N.P. Padture, M. Gell and E.H. Jordan, Thermal barrier coatings for gas-turbine engine applications, Science (80-), 2002, 296(5566), p 280-284.
D.R. Clarke, M. Oechsner and N.P. Padture, Thermal-barrier coatings for more efficient gas-turbine engines, MRS Bull., 2012, 37(10), p 891-898.
P.L. Fauchais, J.V.R. Heberlein and M.I. Boulos, Thermal Spray Fundamentals: From Powder to Part, Springer, New York, 2014.
A. Ganvir, N. Curry, S. Govindarajan and N. Markocsan, Characterization of thermal barrier coatings produced by various thermal spray techniques using solid powder, suspension, and solution precursor feedstock material, Int. J. Appl. Ceram. Technol., 2016, 13(2), p 324-332.
T. Strangman, D. Raybould, A. Jameel and W. Baker, Damage mechanisms, life prediction, and development of EB-PVD thermal barrier coatings for turbine airfoils, Surf. Coat. Technol., 2007, 202, p 658-664.
H.J. Rätzer-Scheibe, U. Schulz and T. Krell, The effect of coating thickness on the thermal conductivity of EB-PVD PYSZ thermal barrier coatings, Surf. Coatings Technol., 2006, 200(18-19), p 5636-5644.
I.O. Golosnoy, A. Cipitria and T.W. Clyne, Heat transfer through plasma-sprayed thermal barrier coatings in gas turbines: a review of recent work, J. Therm. Spray Technol., 2009, 18(5-6), p 809-821.
A. Ganvir, N. Curry, S. Björklund, N. Markocsan and P. Nylén, Characterization of microstructure and thermal properties of YSZ coatings obtained by axial suspension plasma spraying (ASPS), J. Therm. Spray Technol., 2015, 24(7), p 1195-1204.
B. Bernard, A. Quet, L. Bianchi and B. Remy, Thermal insulation properties of YSZ coatings: suspension plasma spraying (SPS) versus electron beam physical vapor deposition (EB-PVD) and atmospheric plasma spraying (APS), Surf. Coat. Technol., 2017, 318, p 122-128.
A. Ganvir, N. Curry, N. Markocsan, P. Nylén, S. Joshi, M. Vilemova and Z. Pala, Influence of microstructure on thermal properties of axial suspension plasma-sprayed YSZ thermal barrier coatings, J. Therm. Spray Technol., 2015, 25(1-2), p 202-212.
A. Feuerstein, J. Knapp, T. Taylor, A. Ashary, A. Bolcavage and N. Hitchman, Technical and economical aspects of current thermal barrier coating systems for gas turbine engines by thermal spray and EB-PVD: a review, J. Therm. Spray Technol., 2008, 17, p 199-213.
A. Ganvir, R.F. Calinas, N. Markocsan, N. Curry and S. Joshi, Experimental visualization of microstructure evolution during suspension plasma spraying of thermal barrier coatings, 2, Elsevier, 2019, 39(2-3), p 470-481.
N. Curry, K. VanEvery, T. Snyder, J. Susnjar and S. Bjorklund, Performance testing of suspension plasma sprayed thermal barrier coatings produced with varied suspension parameters, Coatings, 2015, 5(3), p 338-356.
R. Rampon, O. Marchand, C. Filiatre and G. Bertrand, Influence of suspension characteristics on coatings microstructure obtained by suspension plasma spraying, Surf. Coatings Technol., 2008, 202, p 4337-4342.
K. Vanevery, M.J.M. Krane, R.W. Trice, H. Wang, W. Porter, M. Besser, D. Sordelet, J. Ilavsky and J. Almer, Column formation in suspension plasma-sprayed coatings and resultant thermal properties, J. Therm. Spray Technol., 2011, 20(4), p 817-828.
P. Sokołowski, L. Pawłowski, D. Dietrich, T. Lampke and D. Jech, Advanced microscopic study of suspension plasma-sprayed zirconia coatings with different microstructures, J. Therm. Spray Technol., 2015, 25(1-2), p 94-104.
M. Yaghtin, A.H. Yaghtin, Z. Tang and T. Troczynski, Improving the rheological and stability characteristics of highly concentrated aqueous yttria stabilized zirconia slurries, Ceram. Int., 2020, 46(17), p 26991-26999.
M. Wiśniewska, S. Chibowski and T. Urban, Adsorption of cationic polyacrylamide on the surface of mesoporous nanozirconia and its influence on the solid aqueous suspension stability, Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp., 2016, 509, p 214-223.
W.B. Blumenthal, The Chemical Behavior of Zirconium, New York (etc.), 1958.
T. Takeuchi and K. Kawamura, Effect of the crystal structure on the acid dissolution of zirconium oxide, Trans. Jpn. Inst. Met., 1972, 13(4), p 262-264.
I.M. Mahbubul, Preparation, Characterization Properties and Application of Nanofluid, Elsevier, Amsterdam, 2019.
E. Curti and C. Degueldre, Solubility and hydrolysis of Zr oxides: a review and supplemental data, Radiochim. Acta, 2002, 90(9-11), p 801-804.
S.N. Lvov, X.Y. Zhou, G.C. Ulmer, H.L. Barnes, D.D. Macdonald, S.M. Ulyanov, L.G. Benning, D.E. Grandstaff, M. Manna and E. Vicenzi, Progress on yttria-stabilized zirconia sensors for hydrothermal PH measurements, Chem. Geol., 2003, 198, p 141-162.
T. Kobayashi, T. Sasaki, I. Takagi and H. Moriyama, Solubility of zirconium ( IV ) hydrous oxides, J. Nucl. Sci. Technol., 2007, 44(1), p 90-94.
L. Chong, Y. Lai, M. Gray, Y. Soong, F. Shi and Y. Duan, Molecular dynamics study of the bulk and interface properties of frother and oil with saltwater and air, J. Phys. Chem. B, 2017, 121(13), p 2788-2796.
T. Gillespie, The effect of aggregation and particle size distribution on the viscosity of newtonian suspensions, J. Colloid Interface Sci., 1982, 94(1), p 166-173.
E. Behzadfar, M.H. Abdolrasouli, F. Sharif and H. Nazockdast, Effect of solid loading and aggregate size on the rheological behavior of pdms/calcium carbonate suspensions, Braz. J. Chem. Eng., 2009, 26(4), p 713-721.