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Microstructure Refinement of EB-PVD Gadolinium Zirconate Thermal Barrier Coatings to Improve Their CMAS Resistance

Mikulla, Christoph und Steinberg, Lars und Niemeyer, Philipp David und Schulz, Uwe und Naraparaju, Ravisankar (2023) Microstructure Refinement of EB-PVD Gadolinium Zirconate Thermal Barrier Coatings to Improve Their CMAS Resistance. Coatings, 13 (5), Seite 905. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/coatings13050905. ISSN 2079-6412.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2079-6412/13/5/905

Kurzfassung

Rare-earth zirconates are proven to be very effective in restricting the CMAS attack against thermal barrier coatings (TBCs) by forming quick crystalline reaction products that seal the porosity against infiltration. The microstructural effects on the efficacy of Electron Beam-Physical Vapor Deposition gadolinium zirconate (EB-PVD GZO) against CMAS attack are explored in this study. Four distinct GZO microstructures were manufactured and the response of two selected GZO variants to different CMAS and volcanic ash melts was studied for annealing times between 10 min and 50 h at 1250°C. A significant variation in the microstructural characteristics was achieved by altering substrate temperature and rotation speed. A refined microstructure with smaller intercolumnar gaps and long feather arms lowered the CMAS infiltration by 56%-72%. Garnet phase, which formed as a continuous layer on top of apatite and fluorite, is identified as a beneficial reaction product that improves the CMAS resistance.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195080/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Microstructure Refinement of EB-PVD Gadolinium Zirconate Thermal Barrier Coatings to Improve Their CMAS Resistance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mikulla, ChristophChristoph.Mikulla (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9367-8301135484513
Steinberg, LarsTU DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Niemeyer, Philipp DavidPhilipp.Niemeyer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4386-2589NICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, UweUwe.Schulz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0362-8103NICHT SPEZIFIZIERT
Naraparaju, RavisankarRavisankar.Naraparaju (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3944-1132NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 Mai 2023
Erschienen in:Coatings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.3390/coatings13050905
Seitenbereich:Seite 905
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2079-6412
Status:veröffentlicht
Stichwörter:TBCs thermal barrier coatings gadolinium zirconate GZO rare earth zirconates EB-PVD microstructure CMAS volcanic ash infiltration
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HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Mikulla, Christoph
Hinterlegt am:22 Mai 2023 09:21
Letzte Änderung:24 Mai 2023 11:02

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