Анализ теплопроводности и испытания на долговечность теплозащитных покрытий, нанесённых плазменным напылением из суспензии

Плазменное напыление из суспензии (SPS) стало перспективным методом производства теплозащитных покрытий для компонентов газовых турбин. Развитие процесса SPS привело к формированию структур с сегментированными вертикальными трещинами или столбчатых структур, которые могут имитировать деформационно-стойкие покрытия, нанесённые воздушно-плазменным напылением (APS), или покрытия, полученные электронно-лучевым физическим осаждением из паровой фазы (EB-PVD). Кроме того, покрытия SPS могут обладать более низкой теплопроводностью, чем покрытия EB-PVD, и при этом быть более простыми в производстве. Сочетание сопоставимых или улучшенных свойств с потенциально более низкими производственными затратами делает SPS особенно привлекательным для газотурбинной промышленности. В настоящем исследовании сравнивается ряд теплозащитных покрытий SPS с вертикальными трещинами или столбчатыми структурами с эталонными сегментированными покрытиями APS. Основное внимание уделено испытаниям на долговечность этих новых систем покрытий. Образцы испытывали в условиях термоциклической усталости при температуре 1100 °C в циклах продолжительностью 1 ч. Дополнительные испытания проводили для оценки термостойкости к тепловому удару и эрозионной стойкости. Также оценивали теплопроводность образцов в состоянии после напыления, а их микроструктуру исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (SEM).