플라즈마 용사법에 의한 지르코니아 5층 열장벽 피막의 고온마모 물성 및 접착강도에 관한 연구 = A study on the high temperature tribological property and bonding strength of the five layer thermal barrier coatings by plasma spray method
저자
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1997
작성언어
Korean
KDC
558.000
자료형태
학술저널
수록면
315-329(15쪽)
제공처
소장기관
항공기나 자동차 에진의 내열 보호피막으로써 주목받아온 Thermal Barrier Coating(TBC)은 그 사용 영역이 디젤 엔진의 실린더 헤드나 피스톤 크라운 등으로 확대됨에 따라 고온에서의 내마모성능 또한 중요성이 커지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 경사기능성 5층 지르코니아 열장벽의 미세구조를 비롯 고온 내마모성능, 부착강도를 시험하여 비교 평가하였다. TBC는 최상단에 100%세라믹의 단열층, 그 이하 75:25, 50:50, 25:75의 비율로 세라믹과 결합금속이 혼합된 3개의 경사기능성 중간층, 그리고 모재 직상에 피막과 모재와의 결합을 도모하기위한 100% 금속의 결합층 등, 총 5개층으로 구성하여 고온에서 발생할 수 있는 열응력을 최소화하고자 하였다. 세라믹 단열재로는 YSZ, MSZ 분말을, 결합금속으로는 NiCrAlY, Inconel 625 SUS 316을 사용하였다. 고온마모시험 결과, YSZ/NiCrAlY TBC가 600℃와 800℃에서 가장 우수한 내마모성능을 보여주었고, 400℃에서는 YSZ/Inconel TBC가 가장 적은 마모량을 나타내었다. 특히, YSZ/ NiCrAlY와 MSZ/NiCrAlY TBC의 경우, 600℃와 800℃의 마모량보다 400℃에서의 마모량이 적었으며, 이는 지르코니아의 저온열화현상에 의한 결과라 사료된다.
더보기The Thermal Barrier Coating(TBC) has been used to improve the heat barrier and wear resistant properties of the aircraft engine and the automobile engine in high temperature. Especially, the high temperature tribological properties of the cylinder head and the piston crown of diesel engine was emphasized. Therefore, the purpose of this work was to evaluate the micro structure, tribological property in high temperature and bonding strength of five layers functional gradient TBC for the application of TBC. The five layers were composed with 100% ceramic insulating layer, 75(ceramic):25(metal) layer, 50:50 layer, 25:75 layer and 100% metal bonding layer to reduce the thermal stress. The YSZ and MSZ powders were the insulation ceramics powders. The NiCrAlY, Inconel and SUS powders were the bonding and mixing powders for plasma spra process. According to the result of high temperature wear test, the wear resistance of YSZ/NiCrAlY system was most outstanding at 600 and 800℃. At 400℃, the wear resistance of YSZ/Inconel system was better than others.
The amount of wear volume loss of YSZ/ NiCrAlY and MSZ/NiCrAlY TBC at 400℃ were much more than the amount of wear volume loss at other temperature because of the low temperature degradation. The bonding strength of TSZ/ NiCRAlY and YSZ/Inconel 5 layers system is better than others.
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