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High-temperature corrosion of EB-PVD yttria partially stabilized zirconia thermal barrier coatings with an artificial volcanic ash overlay

Mechnich, Peter und Braue, Wolfgang und Schulz, Uwe (2011) High-temperature corrosion of EB-PVD yttria partially stabilized zirconia thermal barrier coatings with an artificial volcanic ash overlay. Journal of the American Ceramic Society, 94 (3), Seiten 925-931. Wiley. doi: 10.1111/j.1551-2916.2010.04166.x.

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Kurzfassung

High-temperature interaction of a sol-gel derived artificial volcanic ash (AVA) matching the bulk composition of the April 15, 2010 Eyjafjallajokull (Iceland) volcanic eruption with a standard 4 mol-% (7 wt-%) Y2O3-stabilized ZrO2 (YSZ) EB-PVD thermal barrier coating and a corresponding YSZ powder is investigated in order to access possible implications of similar volcanic ashes on the performance of coated turbine engine airfoils. Up to 900°C AVA deposits and EB-PVD YSZ do not show significant interaction. Viscous flow above the glass transition of AVA (Tg ~ 930 °C) yields proceeding wetting of EB-PVD YSZ coatings. At 1100 °C, the YSZ surface is covered by a dense glaze-like AVA overlay. At 1200 °C AVA is mostly infiltrating the coating, leaving a crystalline plagioclase- and hematite-type residue at the interface. Moreover, some ZrSiO4 is formed at the expense of YSZ. The overall thermochemical effects upon short-term exposure of the EB-PVD YSZ coating to a small AVA load were moderate, in particular prior to complete infiltration. On the other hand, AVA acts as a solvent for the stabilizing Y2O3 beyond 1000 °C and a progressive depletion of Y2O3 in the YSZ is observed at the AVA / YSZ interface. Detrimental effects on YSZ phase stability and hence coating lifetime cannot be ruled out for long-term exposure and higher AVA loads.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/69295/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:High-temperature corrosion of EB-PVD yttria partially stabilized zirconia thermal barrier coatings with an artificial volcanic ash overlay
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mechnich, Peterpeter.mechnich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Braue, Wolfgangwolfgang.braue (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, Uweuwe.schulz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2011
Erschienen in:Journal of the American Ceramic Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:94
DOI:10.1111/j.1551-2916.2010.04166.x
Seitenbereich:Seiten 925-931
Verlag:Wiley
Status:veröffentlicht
Stichwörter:YSZ, Thermal Barrier Coating, Volcanic Ash,Corrosion
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebe (alt)
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DLR - Forschungsgebiet:L ER - Antriebsforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Brennkammertechnologien (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Keramische Struktur- und Funktionswerkstoffe
Hinterlegt von: Mechnich, Dr.rer.nat. Peter
Hinterlegt am:28 Mär 2011 12:11
Letzte Änderung:08 Mär 2018 18:45

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