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Investigation of CMAS Resistance of Sacrificial Suspension Sprayed Alumina Topcoats on EB-PVD 7YSZ Layers

Mikulla, Christoph und Naraparaju, Ravisankar und Schulz, Uwe und Toma, Filofteia-Laura und Barbosa, Maria und Leyens, Christoph (2019) Investigation of CMAS Resistance of Sacrificial Suspension Sprayed Alumina Topcoats on EB-PVD 7YSZ Layers. Journal of Thermal Spray Technology. Springer. doi: 10.1007/s11666-019-00951-4. ISSN 1059-9630.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11666-019-00951-4

Kurzfassung

Molten calcium-magnesium-aluminum-silicate (CMAS) mineral particles cause significant degradation of thermal barrier coatings (TBCs) in aero-engines. One approach to protect the TBC coating against the CMAS attack is the application of a sacrificial coating on top of the TBC coating. In this work, Al2O3 coatings were deposited on EB-PVD 7YSZ layers using suspension plasma spraying (SPS) and suspension high velocity oxy-fuel spraying (SHVOF), in order to produce sacrificial topcoats with two different microstructures and porosity levels. The coating systems were tested under CMAS attack with one natural volcanic ash and two artificial CMAS powders by conducting infiltration tests at 1250 °C in the time intervals between 5 min and 10 h. It was found that the porosity and morphology of suspension sprayed alumina topcoats, the chemical composition of the deposits and the infiltration conditions strongly influence the CMAS infiltration, reaction kinetics and formation of the reaction products. While the porous SPS coatings offer limited resistance against CMAS infiltration, the dense SHVOF coatings show promising CMAS sealing behavior. Among the formed reaction products, only (Fe, Mg) Al spinel acted as an efficient barrier against CMAS infiltration. However, the formation of uniform spinel layers strongly depends on the pore morphology of the sacrificial coating and the CMAS chemistry.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/130457/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Investigation of CMAS Resistance of Sacrificial Suspension Sprayed Alumina Topcoats on EB-PVD 7YSZ Layers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mikulla, ChristophChristoph.Mikulla (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9367-8301NICHT SPEZIFIZIERT
Naraparaju, RavisankarRavisankar.Naraparaju (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3944-1132NICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, UweUwe.Schulz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0362-8103NICHT SPEZIFIZIERT
Toma, Filofteia-LauraFraunhofer-Institut für Werkstoff und Strahltechnik IWSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barbosa, MariaFraunhofer-Institut für Werkstoff und Strahltechnik IWSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leyens, ChristophTU DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 November 2019
Erschienen in:Journal of Thermal Spray Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s11666-019-00951-4
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Vardelle, ArmelleUniversité de Limoges/ENSIL, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
ISSN:1059-9630
Status:veröffentlicht
Stichwörter:7YSZ, Al2O3, CMAS, EB-PVD, sacrificial coating, suspension spraying, thermal barrier coatings, Wärmedämmschichten
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
Hinterlegt von: Mikulla, Christoph
Hinterlegt am:15 Nov 2019 12:54
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:54

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