Vojnotehnički Glasnik (Apr 2016)
Properties of the ZrO2MgO/MgZrO3NiCr/NiCr triple-layer thermal barrier coating deposited by the atmospheric plasma spray process / Характеристики трехслойных термобарьерных покрытий ZrO2MgO/ MgZrO3NiCr/ NiCr, нанесенных воздушно-плазменным напылением / Svojstva troslojne termo barijerne prevlake ZrO2MgO/ MgZrO3NiCr/ NiCr deponovane atmosferskim plazma sprej procesom
Abstract
This paper presents the results of the examinations of TBC - ZrO2MgO / MgZrO3NiCr / NiCr thermal barrier layers deposited by the plasma spray process at the atmospheric pressure on substrates of Al alloys. In order to obtain the structural and mechanical properties of layers, which will provide a good heat and abrasion protection of the tail elevators of aircraft J-22 when firing '.Lightning' and 'Thunder' rockets, the deposition of three powder types was performed on 0.6 mm thick Al alloy substrates. This study describes a procedure of using triple-layer TBC coatings as a good combination among many available ones, which gives a good compromise between thermal protection and resistance to abrasion for protecting aircraft tail elevators. The study is mainly based on the experimental approach. The evaluation of the mechanical properties of layers was done by the examination of microhardness by method HV0.3 and bond strength on the tensile machine. The structure of layers was examined by the method of light microscopy while the surface of ZrO2MgO ceramic layers was examined by the method of scanning electron microscopy (SEM).The thermal protection of TBC layers and resistance to abrasion were tested in the tunnel of the Military Technical Institute, Zarkovo. The obtained characteristics of the surface layers and the rocket firing simulations have proven the triple-layer system of TBC coatings reliable. / В данной статье представлены результаты испытаний термобарьерных покрытий ТБС ZrO2MgO/MgZrO3NiCr/NiCr, нанесенных воздушно-плазменным напылением при атмосферном давлении на субстраты сплавов Al. Испытания проводились с целью получения структурных и механических характеристик слоев, обеспечивающих качественную и абразивную защиту задних крыльев самолета J-22 при выпуске ракет, а также от грома и молний. Нанесено напыление трех типов порошков на субстраты сплавов Al, толщиной 0,6мм. В данном исследовании представлен метод применения трехслойного ТБС покрытия, которое обладает лучшими защитными свойствами, когда речь идет о термоизоляции и защите от абразивного износа задних крыльев самолета. Анализ механических характеристик покрытия проведен на основании испытаний микротвердости методом HV0.3 и прочности соединений методом растяжения. Структура слоев испытана методом оптической микроскопии, а поверхность ZrO2MgO испытана методом электронной микрографии (SEM). Испытания теплоизоляционных ТБС слоев и сопротивления абразивному износу были проведены в аэродинамической трубе Военно-технического института Жарково. На основании полученных характеристик поверхности слоев и моделирования выпуска ракет, можно утверждать, что трехслойные системы ТБС являются надежным способом покрытия. / U radu su prikazani rezultati ispitivanja termobarijernih slojeva TBC - ZrO2MgO/MgZrO3NiCr/NiCr koji su deponovani plazma sprej procesom na atmosferskom pritisku na substratima od legure Al. Radi dobijanja strukturnih i mehaničkih osobina slojeva, koji će obezbediti dobru toplotnu i abrazivnu zaštitu zadnjim krilima aviona J-22 pri ispaljivanju raketa munje i groma, izvršena je depozicija tri tipa praha na substratima od legure Al debljine 0,6 mm. Ova studija opisuje postupak korišćenja troslojne TBC prevlake kao izbor dobre kombinacije od mnogo raspoloživih mogućnosti, koja predstavlja kompromis između toplotne zaštite i otpornosti na abraziju za zaštitu zadnjih krila aviona. Studija se, uglavnom, zasniva na eksperimentalnom pristupu. Procena mehaničkih osobina slojeva urađena je ispitivanjem mikrotvrdoće metodom HV0.3 i čvrstoće spoja ispitivanjem na zatezanje. Struktura slojeva ispitana je metodom svetlosne mikroskopije i površina ZrO2MgO keramičkih slojeva metodom skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM). Toplotna zaštita TBC slojeva i otpornost na abraziju ispitana je u tunelu Vojnotehničkog instituta iz Žarkova. Na osnovu dobijenih karakteristika površinskih slojeva i simuliranja ispaljivanja rakete, troslojni sistem TBC prevlake pokazao se pouzdanim.
Keywords
