Termiska barriärbeläggningar (TBC, TBC) är en typ av beläggning som används för att isolera komponenter, i synnerhet delar av gasturbinmotorer som arbetar vid förhöjda temperaturer. Typiska applikationer för beläggningar är turbinblad, förbränningskammare, rörsystem och munstycksledskovlar. TBP gjorde det möjligt att öka drifttemperaturen för gasturbiner och följaktligen öka deras effektivitet.
TBP kännetecknas av mycket låg värmeledningsförmåga, det är en beläggning som håller en stor temperaturgradient när den utsätts för värmeflöde. Det vanligaste materialet för TBP är yttriumstabiliserad zirkoniumoxid ( YSZ ) , som uppvisar termisk chock och termisk utmattningsbeständighet upp till 1150°C. YSZ appliceras huvudsakligen genom plasmasprutning och fysisk ångavsättning med elektronstråle ( EBPVD ). HVOF höghastighetsflamsprutning kan också användas , i synnerhet används de slitstarka egenskaperna hos detta material också för att förhindra bladslitage [ 1] .
Standardtekniken är aluminisering och förbeläggning av basmaterialet (vanligtvis högtemperaturlegeringar baserade på nickel eller kobolt) med en MCrAlY- bindemedelsbeläggning . Det mellanliggande skiktet är nödvändigt för att kompensera för kvarvarande spänningar som annars skulle kunna utvecklas i beläggningssystemet på grund av skillnaden i värmeutvidgningskoefficienter för metallsubstratet och den keramiska TBC.
Termiska barriärbeläggningar kan klassificeras enligt arten av delens arbete: a) cykliska termiska belastningar (till exempel turbinblad för flygplansmotorer) b) enkla termiska beläggningar (kanonskal).
Huvudproblemet med att använda termiska barriärbeläggningar är skillnaden i koefficienterna för värmeutvidgning av materialen i delen och beläggningen. Med en stor skillnad i koefficienten i arbetstemperaturområdet för delen uppstår sprickbildning av beläggningen, varefter delen gradvis förlorar sina termiska barriäregenskaper. Detta problem löses genom ett mer noggrant urval av material.