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Erschienen in: Journal of Materials Science 7/2009

01.04.2009 | Interface Science in Thermal Barrier Coatings

Spallation of two thermal barrier coating systems: experimental study of adhesion and energetic approach to lifetime during cyclic oxidation

verfasst von: P.-Y. Théry, M. Poulain, M. Dupeux, M. Braccini

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 7/2009

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Abstract

To understand the degradation of two thermal barrier coating (TBC) systems, we determined the adhesion energy between the bondcoat and the topcoat and its evolution during cyclic oxidation at 1,100 °C, by means of a modified 4-point bending test. An yttria stabilized zirconia (YSZ) ceramic topcoat was deposited by electron beam physical vapour deposition (EBPVD) on a Ni-based superalloy with either an intermediate β-(Ni,Pt)Al bondcoat or a newly developed Zr-doped β-NiAl bondcoat. Although a similar evolution of the adhesion energy during cyclic oxidation has been recorded for both systems, observations of the fracture surfaces combined with a microstructure study revealed different degradation mechanisms. An energetic model of spallation is applied to predict their lifetime. According to this approach, the TBC failure is induced by the accumulation of strain energy in the ceramic layers and resisted by the interfacial fracture toughness. The predicted lifetime is consistent with experiments for both systems.

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Fußnoten
1
In the case of remaining alumina blocks onto the β-(Ni,Pt)Al bondcoat, this energy was lowered according to the fraction part area of standing adhesive TGO, as measured on fracture surfaces.
 
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Metadaten
Titel
Spallation of two thermal barrier coating systems: experimental study of adhesion and energetic approach to lifetime during cyclic oxidation
verfasst von
P.-Y. Théry
M. Poulain
M. Dupeux
M. Braccini
Publikationsdatum
01.04.2009
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 7/2009
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-008-3108-x

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