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Capturing the Competing Influence of Thermal and Mechanical Loads on the Strain of Turbine Blade Coatings via High Energy X-rays

Manero, Albert und Knipe, Kevin und Wischek, Janine und Meid, Carla und Okasinski, John und Almer, Jonathan und Karlsson, Anette M. und Bartsch, Marion und Raghavan, Seetha (2018) Capturing the Competing Influence of Thermal and Mechanical Loads on the Strain of Turbine Blade Coatings via High Energy X-rays. Coatings, 8(9) (320), Seiten 1-12. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/coatings8090320. ISSN 2079-6412.

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Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2079-6412/8/9/320

Kurzfassung

This paper presents findings of synchrotron diffraction measurements on tubular specimens with a thermal barrier coating (TBC) system applied by electron beam physical vapor deposition (EB-PVD), having a thermally grown oxide (TGO) layer due to aging in hot air. The diffraction measurements were in situ while applying a thermal cycle with high temperature holds at 1000 °C and varying internal air cooling mass flow and mechanical load. It was observed that, during high temperature holds at 1000 °C, the TGO strain approached zero if no mechanical load or internal cooling was applied. When applying a mechanical load, the TGO in-plane strain (e22) changed to tensile and the out of plane TGO strain (e11) became compressive. The addition of internal cooling induced a thermal gradient, yielding a competing effect, driving the e22 strain to compressive and e11 strain to tensile. Quantifying TGO strain variations in response to competing factors will provide a path to controlling the TGO strain, and further improving the lifetime assessment and durability design strategies for TBC systems.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122954/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Capturing the Competing Influence of Thermal and Mechanical Loads on the Strain of Turbine Blade Coatings via High Energy X-rays
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Manero, AlbertUniversity of Central Florida, Orlando, FL, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knipe, KevinUniversity of Central Florida, Orlando, FL, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wischek, Janinejanine.wischek (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meid, Carlacarla.meid (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Okasinski, JohnAdvanced Photon Source, Argonne National Laboratory, Argonne, IllinoisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Almer, JonathanAdvanced Photon Source, Argonne National Laboratory, Argonne, IllinoisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Karlsson, Anette M.Cleveland State University, Ohio, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartsch, Marionmarion.bartsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3952-2928NICHT SPEZIFIZIERT
Raghavan, SeethaUniversity of Central Florida, Orlando, FL, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 September 2018
Erschienen in:Coatings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8(9)
DOI:10.3390/coatings8090320
Seitenbereich:Seiten 1-12
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2079-6412
Status:veröffentlicht
Stichwörter:thermal barrier coatings; thermal gradient mechanical load; synchrotron
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Experimentelle und numerische Methoden
Institut für Werkstoff-Forschung > Werkstoffmechanische Prüfung
Hinterlegt von: Bartsch, Dr.-Ing. Marion
Hinterlegt am:20 Nov 2018 08:57
Letzte Änderung:08 Nov 2023 14:15

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