Vorteil von mit Yttrium stabilisiertem Zirkonoxid (YSZ)-Pulver für die TBC-Beschichtung
Yttriumstabilisiertes Zirkonoxid (YSZ)-Pulver ist ein keramisches Material auf Zirkonoxidbasis. Sphärisches YSZ-Pulver eignet sich besser für Wärmedämmschicht (TBC) in der Luft- und Raumfahrt, für Gasturbinen und andere Hochtemperaturanwendungen.
Hier sind die Hauptvorteile von Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxidpulver:
1. Ausgezeichnete thermische Stabilität
Hohe Temperaturstabilität. YSZ behält seine strukturelle Stabilität bei hohen Temperaturen (normalerweise bis zu 1200 °C) und neigt nicht zu Phasenübergängen. Dadurch eignet es sich sehr gut für den Einsatz in Gasturbinen und anderen Geräten, die in Hochtemperaturumgebungen betrieben werden müssen.
Kompatibilität mit thermischer Ausdehnung. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von YSZ-Pulver entspricht dem vieler Legierungsmatrixmaterialien (wie z. B. Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis). Dadurch wird die thermische Belastung verringert und das Risiko von Beschichtungsrissen gesenkt.
2. Geringe Wärmeleitfähigkeit
Wärmedämmleistung.
YSZ hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Es kann die Oberflächentemperatur des Materials effektiv senken und das Substratmaterial vor Schäden durch hohe Temperaturen schützen. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer und Effizienz der Geräte zu verbessern.
3. Gute chemische Stabilität
Oxidationsbeständigkeit. Yttriumstabilisiertes Zirkonoxidpulver weist eine gute Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf, reagiert nicht leicht mit Sauerstoff und bewahrt die Integrität der Beschichtung.
Korrosionsbeständigkeit. YSZ weist in Hochtemperaturumgebungen eine gute Beständigkeit gegen verschiedene korrosive Medien (wie Kraftstoffverbrennungsprodukte) auf.
4. Gute mechanische Leistung
Belastbarkeit. YSZ hat eine gewisse Zähigkeit, die einem gewissen Grad an mechanischer Belastung und thermischer Belastung standhält, wodurch das Risiko des Ablösens der Beschichtung verringert wird.
Rissausbreitungsschutz. Die Beschichtung von YSZ hat eine gewisse Fähigkeit, der Rissausbreitung zu widerstehen, was dazu beiträgt, die Lebensdauer der Beschichtung zu verlängern.
5. Breite Anwendung
Luft- und Raumfahrt: YSZ wird häufig in Schlüsselkomponenten wie Schaufeln und Brennkammern in Flugzeugtriebwerken und Gasturbinen verwendet, um deren Hochtemperaturbeständigkeit zu verbessern.
Im industriellen Bereich wird YSZ auch häufig als Wärmedämmschicht in Geräten wie Industrieöfen und Hochtemperatur-Rohrleitungen verwendet, um die Haltbarkeit und Effizienz der Geräte zu verbessern.
Yttriumstabilisiertes Zirkonoxid ist als Wärmedämmschicht aufgrund seiner hervorragenden thermischen Stabilität, geringen Wärmeleitfähigkeit, chemischen Stabilität und guten mechanischen Eigenschaften zu einem unverzichtbaren Schlüsselmaterial in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt und der Gasturbinen geworden.
