| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2009년 가을 (11/05 ~ 11/06, 포항공과대학교) |
| 권호 | 15권 2호 |
| 발표분야 | H. Advanced Coating Techniques(첨단 코팅 기술) |
| 제목 | NaCl-Na2SO4 용융염 내에서 NiCrAlY/(ZrO2-Y2O3-CeO2) 열차폐 코팅의 Hot Corrosion |
| 초록 | 항공기 엔진부품, 발전설비의 가스터빈 부품, 원자력 산업의 보일러 튜브 등에 사용되는 고온용 부품 재료는 금속소재 표면에 내열 코팅을 실시하여 소재의 고온 내식성을 향상시켜 부품의 수명과 효율을 증대시키는 연구가 활발히 진행중이며, 이를 위한 내열코팅으로서 MCrAlY(M=Ni, Co, Fe)접합코팅에 ZrO2에 Y2O3가 첨가된 안정화 지르코니아(Yttria Stabilized Zirconia, YSZ)를 외부코팅으로 이용한 열차단 코팅(Thermal Barrier Coating, TBC)이 있다. 그러나, 이 코팅은 외부코팅/접합코팅계면에서의 Al2O3로 구성된 thermally grown oxide layer(TGO)가 생성되면 이는 외부코팅 층의 박리를 일으켜 TBC 퇴화를 야기시킨다. 이를 극복하기 위하여, 두 코팅 재료의 조성을 점차로 변화시킨 경사기능코팅과 CeO2를 첨가한 안정화 지르코니아(Ceria Stabilized Zirconia, CSZ)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 코팅층의 조직이 고온 부식성에 미치는 효과에 관한 체계적인 연구가 필요한 실정이다. 직경 56μm-106μm의 Ni-22Cr-10Al-Y(wt.%) 분말과 직경 11-125μm의 YSZ(ZrO2- 8wt.%Y2O3)분말과 16-90µm의 CSZ(ZrO2-25wt%CeO2-2.5wt%Y2O3)분말을 대기 플라즈마 용사(Air Plasma spray, APS) 방법을 이용하여 SS41 기판위에 500μm의 두께로 제조하였다. NaCl 분말과 Na2SO4분말을 3:1로 섞은 혼합염을 사용하여 알루미나 도가니에 시편을 충분히 침지시켜 800, 900℃에서 hot corrosion 실험을 하였다. 대기 플라즈마 용사법을 이용하여 NiCrAlY/YSZ, NiCrAlY/CSZ 제조된 내열 복합 코팅재는 용사중에 NiCrAlY의 Al이 선택적으로 산화되어 α-Al2O3가 두 코팅층의 계면에 존재하였다. Hot corrosion 시간이 길어짐에 따라 Cr2O3 같은 보호피막은 용융된 Na2SO4와 반응하여 녹아나가며, 내황화성이 열악하고 성장률이 빠른 NiO가 남게되어 TBC 파괴의 원인이 된다. |
| 저자 | 이재호, 김주은, 이동복 |
| 소속 | 성균관대 |
| 키워드 | TBC; YSZ; CSZ; Hot corrosion |
