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EB-PVD alumina (Al2O3) as a top coat on 7YSZ TBCs against CMAS/VA infiltration: Deposition and reaction mechanisms.

Naraparaju, Ravisankar und Pubbysetty, Raghu Praveen und Mechnich, Peter und Schulz, U. (2018) EB-PVD alumina (Al2O3) as a top coat on 7YSZ TBCs against CMAS/VA infiltration: Deposition and reaction mechanisms. Journal of the European Ceramic Society, 38 (9), Seiten 3333-3346. Elsevier. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2018.03.027. ISSN 0955-2219.

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Kurzfassung

Al2O3 was deposited as a top coat on a standard 7YSZ layer (or layers) by means of EB-PVD technique and the corresponding morphology of the Al2O3/7YSZ coatings was studied in detail. This multi-layer TBC system was tested against calcium-magnesium-aluminium-silicate (CMAS) recession by performing infiltration experiments for different time intervals from 5 min to 50 hours at 1250 ºC using two types of synthetic CMAS compositions and Eyjafjallajökull volcanic ash (VA) from Iceland. The results show that the studied EB-PVD Al2O3/7YSZ coatings react quickly with CMAS or VA melt and form crystalline spinel (MgAl2-xFexO4) and anorthite (CaAl2Si2O4) phases. The presence of Fe-oxide in the CMAS has been found to be key element in influencing the spinel formation which was proved to be more efficient against CMAS sealing in comparison to the Fe-free CMAS compositions. Even though a rapid crystallization was assured, shrinkage cracks in the EB-PVD alumina layer produced during the crystallization heat treatment have proven to be detrimental for the CMAS/VA infiltration resistance. To overcome these microstructural drawbacks, an additional alumina deposition method, namely reaction-bonded alumina oxide (RBAO), was applied on top of EB-PVD Al2O3. RBAO acts as a sacrificial layer forming stable reaction products inhibiting further infiltration.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119740/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:EB-PVD alumina (Al2O3) as a top coat on 7YSZ TBCs against CMAS/VA infiltration: Deposition and reaction mechanisms.
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Naraparaju, RavisankarRavisankar.Naraparaju (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3944-1132NICHT SPEZIFIZIERT
Pubbysetty, Raghu PraveenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mechnich, PeterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, U.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2018
Erschienen in:Journal of the European Ceramic Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:38
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2018.03.027
Seitenbereich:Seiten 3333-3346
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier
ISSN:0955-2219
Status:veröffentlicht
Stichwörter:EB-PVD alumina, 7YSZ, CMAS, Volcanic ASh, Anorthite
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Turbinentechnologien (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Institut für Werkstoff-Forschung > Struktur- und Funktionskeramik
Hinterlegt von: Naraparaju, Dr Ravisankar
Hinterlegt am:09 Nov 2018 11:33
Letzte Änderung:02 Nov 2023 10:24

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