%34تخفیف

دانلود پروژه: تولید و ارزیابی پوشش­ پاشش پلاسمایی (APS) سد حرارتی سایش­پذیر YSZ/LaPO4 مصرفی در توربین­های گازی  

تعداد 82صفحه در فایل word

 

تولید و ارزیابی پوشش­ پاشش پلاسمایی (APS) سد حرارتی سایش­پذیر YSZ/LaPO4 مصرفی در توربین­های گازی

 

کارشناسی ارشد مهندسی مواد

چکیده

در این پژوهش به منظور بهبود رفتار سایش­پذیری پوشش زیرکونیای پایدار شده با ایتریا[1] (YSZ)، فسفات لانتانیوم با ترکیب LaPO4  در مقادیر 10 و20 درصد وزنی به پوشش اضافه شد. به این منظور پودر فسفات لانتانیوم به­ وسیله واکنش اکسید لانتانیوم و اسید فسفریک تولید شد. به منظور کاهش اندازه ذرات فسفات لانتانیوم تا محدوده مناسب جهت پاشش حرارتی، پودرهای تولید شده بوسیله آسیاب­کاری مکانیکی به مدت زمان 15 دقیقه آسیاب­کاری شدند. سپس پودر فسفات لانتانیوم با پودر YSZ تجاری به مدت 4 ساعت درون آسیاب بدون گلوله مخلوط شدند. به منظور تعیین پارامترهای مناسب جهت پاشش حرارتی، از روش طراحی آزمایش فول فاکتوریل و به کارگیری روش سطح پاسخ استفاده شد. نتایج حاصل از طراحی آزمایش نشان داد جریان الکتریکی مهم­ترین پارامتر موثر بر مقدار تخلخل پوشش است. در فرآیند پاشش حرارتی از سوپرآلیاژ اینکونل 718 به عنوان زیرلایه و از پودر NiCrAlY به عنوان لایه میانی استفاده شد. سپس پوشش­های تولیدی با استفاده از آزمون­های متداول نظیر سختی­سنجی، تخلخل­سنجی، زبری­سنجی، اکسیداسیون دمای بالا و سایش مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوی پراش اشعه ایکس تهیه شده از نمونه­ها نشان داد که اولاً پودر  LaPO4 ترکیب خود را در حین پاشش حرارتی حفظ کرده و ثانیاً پیک­های مربوط به فاز مونوکلینیک  YSZپس از انجام فرآیند پاشش حرارتی حذف شده و یا به شدت کاهش یافته است. بررسی­های انجام گرفته  توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)  از سطح مقطع پوشش­ها قبل و بعد از انجام تست اکسیداسیون نشان داد که ضخامت لایه اکسید روینده حرارتی[2] (TGO)  در پوشش­های کامپوزیتی بیشتر از پوشش تک جزئی  بوده است. علاوه بر این، بررسی­های انجام گرفته نشان داد نرخ رشدTGO  در هر سه پوشش ابتدا سریع بوده ولی با گذشت زمان کاهش می­یابد. تصاویر SEM گرفته شده از سطح مقطع پوشش فوقانی نشان داد مقاومت به زینترینگ پوشش­های کامپوزیتی به شکل چشم­گیری بیشتر از پوشش تک جزئی بوده است. نتایج حاصل از آزمون سایش گلوله روی دیسک نشان داد که با اضافه شدن LaPO4  مقاومت سایشی نمونه­ها به شدت کاهش یافته و از مقدار سایش در گلوله آلومینایی به شکل چشمگیری کاسته شده است و بنابراین پوشش­های مناسبی برای کاربرد­های سایش­پذیری هستند.

واژگان کلیدی: پوشش سایش­پذیر، سد حرارتی، زیرکونیای پایدار شده با ایتریا، فسفات لانتانیوم، پاشش پلاسمایی اتمسفری.

[1] Yttria Stabilized Zirconia

[2] Thermal Grown Oxide

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                                            صفحه

فهرست مطالب…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. هشت

چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1

فصل اول: مقدمه

فصل دوم: مبانی علمی و مروری بر پژوهش­ها

2-1- معرفی پوشش­های سایش­پذیر……………………………………………………………………………………………………………….. 5

2-2- تقسیم­بندی پوشش­های آب­بندی سایش­پذیر…………………………………………………………………………………………….. 6

2-3- پوشش­های آب­بندی سایش­پذیر سرامیکی……………………………………………………………………………………………….. 7

2-4- فازهای تشکیل­دهنده پوشش­های سایش­پذیر……………………………………………………………………………………………. 8

2-4-1- فاز روانکار…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8

2-4-2- فاز پلیمری یا فرار……………………………………………………………………………………………………………………………. 9

2-4-3- فاز زمینه………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10

2-5- مکانیزم سایش­پذیری پوشش­های سایش­پذیر سرامیکی………………………………………………………………………………. 11

2-6- آزمون سایش­پذیری…………………………………………………………………………………………………………………………….. 12

2-7- پوشش­های سد حرارتی سایش­پذیر ضخیم و متخلخل……………………………………………………………………………….. 12

2-7-1- لایه فوقانی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

2-7-2- لایه میانی……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 22

2-7-3- لایه اکسید روینده حرارتی………………………………………………………………………………………………………………… 23

2-8- نقش ساختارهای لانه زنبوری در رفتار سایش­پذیری………………………………………………………………………………….. 25

2-9- فرآیند پاشش پلاسمایی………………………………………………………………………………………………………………………… 25

2-9-1- پارامترهای پاشش پلاسمایی……………………………………………………………………………………………………………… 27

2-9-2- تأثیر پارامترهای فرآیند پاشش بر رفتار سایش­پذیری………………………………………………………………………………. 30

2-10- طراحی آزمایش……………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-10-1- روش تعیین سطح پاسخ (RSM) و واژه شناسی آنالیز واریانس……………………………………………………………… 31

2-11- طراحی آزمایش……………………………………………………………………………………………………………………………….. 33

فصل سوم: مواد و روش­ تحقیق

3-1- کلیات……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 35

3-2- مواد اولیه…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

3-2-1- زیرلایه…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

3-2-2- مواد پوشش­دهی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 36

3-3- آسیاب­کاری………………………………………………………………………………………………………………………………………. 37

3-4- آماده­سازی زیرلایه………………………………………………………………………………………………………………………………. 38

هشت

3-5-  فرآیند پاشش حرارتی…………………………………………………………………………………………………………………………. 38

3-5-1- شناسایی و انتخاب پارامترهای پاشش حرارتی………………………………………………………………………………………. 38

3-5-2- تعیین مقادیر حدی و طراحی آزمایش…………………………………………………………………………………………………. 38

3-5-3- فرآیند پاشش حرارتی………………………………………………………………………………………………………………………. 39

3-6- ارزیابی خواص پوشش…………………………………………………………………………………………………………………………. 40

3-6-1- متالوگرافی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 40

3-6-2- تخلخل­سنجی…………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

3-6-3- سختی­سنجی پوشش………………………………………………………………………………………………………………………… 41

3-6-4- زبری­سنجی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 41

3-6-5- آزمون سایش…………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

3-6-6- آزمون اکسیداسیون…………………………………………………………………………………………………………………………. 42

3-6-7- آزمون پراش پرتو ایکس………………………………………………………………………………………………………………….. 42

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- تولید پودر فسفات لانتانیوم……………………………………………………………………………………………………………………. 43

4-2- آسیاب­کاری پودرها…………………………………………………………………………………………………………………………….. 46

4-3- طراحی آزمایش و بهینه­سازی پارامترهای پاشش حرارتی……………………………………………………………………………. 48

4-3-1- تعیین رابطه تخلخل با پارامترهای پاشش حرارتی…………………………………………………………………………………… 48

4-3-2- بررسی صحت مدل…………………………………………………………………………………………………………………………. 49

4-3-3- تأثیر پارامترهای پاشش بر مقدار تخلخل………………………………………………………………………………………………. 51

4-4- فرآیند پاشش حرارتی………………………………………………………………………………………………………………………….. 54

4-5- مشخصه­یابی و ارزیابی پوشش­های تولیدی………………………………………………………………………………………………. 54

4-5-1- فازشناسی پوشش­ها…………………………………………………………………………………………………………………………. 54

4-5-2- مورفولوژی پوشش­ها………………………………………………………………………………………………………………………. 56

4-5-3- بررسی لایه میانی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

4-5-4- تخلخل سنجی پوشش………………………………………………………………………………………………………………………. 60

4-5-5- زبری سنجی……………………………………………………………………………………………………………………………………. 62

4-5-6- سختی سنجی………………………………………………………………………………………………………………………………….. 64

4-5-7- بررسی اکسیداسیون پوشش­ها……………………………………………………………………………………………………………. 65

4-5-8- سایش……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 69

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 74

5-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 75

منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 76

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه: تولید و ارزیابی پوشش­ پاشش پلاسمایی (APS) سد حرارتی سایش­پذیر YSZ/LaPO4 مصرفی در توربین­های گازی  ”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo