Heat-resistant coatings on CCCM for aerospace applications


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-2-65-73

Full Text:




Abstract

Layered heat-resistant coatings for aerospace applications obtained by atmospheric plasma spraying (APN) are discussed. As the coating material, it is selected the next: 1 ― 20(ZrO2‒8Y2O3) + 80MoSi2; 2 ― 10(ZrO2‒8Y2O3) + 90MoSi2. There is an increase in the strength of samples with coatings with a decrease in the thickness of the sublayer and an increase in the proportion of molybdenum disilicide in the coating from composition 1 to composition 2. It was found that a coating that fully satisfies the conditions of the heat resistance tests is a coating of composition 2, which, presumably, is deformed plastically.

About the Authors

D. Yu. Sinitsyn
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Russian Federation


V. N. Anikin
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Russian Federation


S. A. Eremin
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Russian Federation


A. G. Yudin
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Russian Federation


K. O. Chuprunov
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Russian Federation


References

1. Zhang, M. Effect of vacuum thermal cyclic exposures on the carbon/carbon composites / M. Zhang, K. Li, X. Shi [et al.] // Vacuum. ― 2015. ― Vol. 122, № А. ― P. 236‒242.

2. Zmij, V. Complex protective coatings for graphite and carbon-carbon composite materials / V. Zmij, S. Rudenkyi // Materials Sciences and Applications. ― 2015. ― Vol. 6, № 1. ― P. 879‒888.

3. Xue, Li-Zhen. Flexural fatigue behavior of 2D crossply carbon/carbon composites at room temperature / Li-Zhen Xue, Ke-Zhi Lin, Yan Jia [et al.] // Mater. Sci. & Eng. ― 2015. ― Vol. 634, № A. ― P. 209‒214.

4. Chen, Wang. Numerical analyses of ablative behavior of C/C composite materials international / Wang Chen // J. Heat and Mass Transfer. ― 2016. ― Vol. 206 ― P. 2832‒2852.

5. Loghman-Estarki, M. Large scale synthesis of nontransformable tetragonal Sc2O3, Y2O3 doped ZrO2 nanopowders via the citric acid based gel method to obtain plasma sprayed coating / M. Loghman-Estarki, H. Edris, R. Razavi [et al.] // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 39, № 13. ― P.12042‒12047.

6. Абраимов, Н. В. Высокотемпературные материалы и покрытия для газовых турбин / Н. В. Абраимов. ― М. : Машиностроение, 1993. ― 336 c.

7. Шульга, А. В. Композиты. Ч. 1. Основы материаловедения композиционных материалов / А. В. Шульга. ― М. : НИЯУ МИФИ, 2013. ― 96 с.

8. Bolek, T. Simulation of the influence of the interface roughness on the residual stresses induced in (ZrO2 + Y2O3) + NiAl-type composite coatings deposited on Inconel 713C / T. Bolek, R. Siteka, J. Sienkiewicz [et al.] // Vacuum. ― 2016. ― Vol. XXX, № А.

9. Пат. 2499078 Российская Федерация, МПК8 C 23 C 4/08, C 23 C 4/10, C 23 C 4/12. Способ получения эрозионно-стойких теплозащитных покрытий / Сайгин В. В., Сафронов А. В., Тишина Г. Н.; заявитель и патентообладатель ОАО «Композит». ― № 2012130369/02 ; заявл. 17.07.12 ; опубл. 20.11.13, Бюл. № 32.

10. Пат. 2445199 Российская Федерация, МПК C 23 C 4/10, C 23 C 14/06, B 23 P 6/00. Способ упрочнения блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов / Новиков А. В., Мингажев А. Д., Кишалов Е. А. ; заявитель и патентообладатель ООО «Производственное предприятие Турбинаспец сервис». ― № 2010111698/02 ; заявл. 25.03.10 ; опубл. 20.03.12, Бюл. № 8.

11. Sinitsyn, D. Yu. Influence of modifying additives on the phase stability and resistance to oxidation of coatings based on stabilized zirconium dioxide and a carbon carboncarbon composite material / D. Yu. Sinitsyn, V. N. Anikin, S. A. Eremin [et al.] // Nanomechanics Science and Technology. An International Journal. ― 2016. ― Vol. 7, № 4. ― P. 311‒334.

12. Nozahic, F. Thermal cycling and reactivity of a MoSi2/ZrO2 composite designed for self-healing thermal barrier coatings / F. Nozahic, D. Monceau, C. Estournès [et al.] // Materials Design. ― 2016. ― Vol. 94, № 1. ― P. 444‒448.

13. Кашин, Д. С. Разработка жаростойких покрытий для деталей из жаропрочных сплавов на основе ниобия / Д. С. Кашин, П. А. Стехов // Электронный научный журнал «Труды ВИАМ». ― 2017. ― № 1. ― C. 3‒10.

14. Светлов, И. Л. Влияние защитных покрытий на жаростойкость и длительную прочность монокристаллов никелевых жаропрочных сплавов IV поколения / И. Л. Светлов, С. А. Мубояджян, С. А. Будиновский // Электронный научный журнал «Труды ВИАМ». ― 2007. ― № 1. ― C. 339‒346.

15. Yi, D. MoSi2‒ZrO2 composites ― fabrication, microstructures and properties / D. Yi, C. Li // Materials Science and Engineering. ― 1999. ― Vol. 261, № А261.

16. Литовченко, С. В. Получение и физикомеханические свойства оксидно-силицидных покрытий на молибдене / С. В. Литовченко, В. М. Береснев, В. А. Чишкала [и др.] // ФИП. ― 2013. ― № 4. ― C. 393‒405.

17. Литовченко, С. В. Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства / С. В. Литовченко, В. М. Береснев, А. А. Дробышевская [и др.] // ФИП. ― 2012. ― Vol. 10, № 2. ― C. 110‒137.

18. Fu, Q. G. SiC‒MoSi2/ZrO2‒MoSi2 coating to protect C/C composites against oxidation / Q. G. Fu, J. P. Zhang, Z. Z. Zhang [et al.] // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. ― 2013. ― Vol. 23, № 23. ― P. 2113‒2117.


Supplementary files

For citation: Sinitsyn D.Y., Anikin V.N., Eremin S.A., Yudin A.G., Chuprunov K.O. Heat-resistant coatings on CCCM for aerospace applications. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2020;(2):65-73. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-2-65-73

Views: 233

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)

Leninskiy prospect, 4 (mail/box №217), Moscow, 119991
Tel.: 8(495)955-01-82, 8(495)955-01-83
E-mail: ognemet@misis.ru, ogneupor@imet.ru

supported by NEICON (Elpub lab)