ZRO2‒Y2O3 AND AL2O3‒TIO2 PROTECTING COATING WITH MODIFYING AGENTS ON THE CARBON-CARBON COMPOSITES


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-3-159-166

Full Text:




Abstract

High-temperature coating was deposited on the carbon-carbon composite material pre-coated with the ZrN barrier layer and NiCoCrAlY substrate. The barrier layer and substrate have been ion-plasma  deposited, and the high-temperature  coating was created by means of atmospheric-plasma spray under argon. The specimens possessed four compositions: 1 ― ZrO2 + 8 % Y2O3, 2 ― (ZrO2 + 8 % Y2O3) 20 % + MoSi2  80 %, 3 ― (ZrO2 + 8 % Y2O3) 10 % + MoSi2  90 %, 4 ― Al2O3 + TiO2 + modifying agent. The specimens were tested for heat resistance under the oxyacetylene flame torch at 2100 °C during 20 c. The specimen with the coating of composition 1 failed the test, the specimens with the coating of the compositions 2‒4 showed excellent results even after several test cycles. Ill. 9. Ref. 13. Tab. 1.


About the Authors

D. Yu. Sinitsyn
ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС»
Russian Federation


V. N. Anikin
ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС»
Russian Federation


S. A. Eremin
ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС»
Russian Federation


A. G. Yudin
ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС»
Russian Federation


References

1. Zmij, V. Complex Protective Coatings for Graphite and Carbon-Carbon Composite Materials / V. Zmij, S. Rudenkyi // Mater. Sci. Appl. ― 2015. ― Vol. 6, № 1.

2. Yang, W. A novel preparation and properties of insitu grown carbon nanotube reinforced carbon/carbon composites / W. Yang, R. Luo, Z. Hou [et al.] // Vacuum. ― 2016. ― Vol. 132, № 1.

3. 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.

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

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

6. Пат. 2375499 Российская Федерация, МПК8 C 23 F 17/00, C 23 C 14/16, C 23 C 4/08, C 23 C 4/10. Способ получения многослойного теплозащитного покрытия на деталях из жаропрочных сплавов / Поклад В. А., Крюков М. А., Рябенко Б. В., Козлов Д. Л.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют». ― № 2007146968/02 ; заявл. 20.12.07 ; опубл. 27.06.09, Бюл. № 34.

7. Пат. 2511146 Российская Федерация, МПК8 C 23 C 4/10, C 23 C 28/02, D 01 F 11/10. Способ нанесения на углеродные волокна и ткани / Панков В. П., Ковалев В. Д.; заявитель и патентообладатель ООО НПП «Плазма». ― № 2013104305/02 ; заявл. 04.02.13 ; опубл. 10.04.14, Бюл. № 10.

8. 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.

9. 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 Турбинаспеwсервис». ― № 2010111698/02 ; заявл. 25.03.10 ; опубл. 20.03.12, Бюл. № 8.

10. Qinghe, Y. Thermal stability of nanostructured 13 wt% Al2O3 ‒8 wt% Y2O3 –ZrO2 thermal barrier coatings / Y. Qinghe, Z. Chungen, F. Zhao [et al.] // J. Europ. Ceram. Soc. ― 2010. ― Vol. 30, № 4.

11. Mahmood, I. Improved oxidation resistance for thermal barrier ceramic coating project / I. Mahmood, W. Jameel, L. Khaleel [et al.] // Int. J. Res. Eng. & Technol. ― 2013. ― Vol. 1, № 1.

12. Пат. 2332522 США, МПК8 C 23 C 4/10. Плазменное напыление / Розенфланц А. З., Селиккайа А., Андерсон Т. Д. ; заявитель и патентообладатель ЗМ Инновейтив Пропертиз Компани. ― № 2005102394/02; заявл. 02.06.03 ; опубл. 27.07.05, Бюл. № 24.

13. Naumenko, A. P. Vibrational Analysis and Raman Spectra of tetragonal Zirconia / A. P. Naumenko, N. I. Berezovska, M. M. Biliy [et al.] // Physics and chemistry of solid state. ― 2008. ― Vol. 9, № 1.


Supplementary files

For citation: Sinitsyn D.Y., Anikin V.N., Eremin S.A., Yudin A.G. ZRO2‒Y2O3 AND AL2O3‒TIO2 PROTECTING COATING WITH MODIFYING AGENTS ON THE CARBON-CARBON COMPOSITES. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2017;(3):159-166. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-3-159-166

Views: 589

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)