Published September 1, 2018 | Version v1
Publication Open

Thermo-Physical Properties Measurement of Advanced TBC Materials with Pyrochlore and Perovskite Structures

Creators

  • 1. University of Engineering and Technology Lahore
  • 2. Abdus Salam Centre for Physics

Description

Thermal barrier coatings (TBCs) serve as thermal insulator in the hot region of an aircraft engine. Besides this, it also protects the underlying metal surface from the harsh corrosive and eroding environment. The associated lower thermal conductivity of TBC ceramic materials plays an important role in the improvement of thermal efficiency of the engine in term of increased combustion temperature and power. The thermal conductivity of the conventional yttria stabilized zirconia (YSZ) and three advanced ceramic materials with perovskite (CaZrO 3 ) and pyrochlore structure (La 0.75 Nd 0.25 ) 2 Zr 2 O 7 & Nd 2 Ce 2 O 7 ) have been determined using differential scanning calorimetry (DSC). With thin metallic disk on the ceramic samples of different heights were heated / scanned using a standard DSC apparatus. The results were evaluated for the thermal conductivity measurement using well established procedure /calculations. The analyzed results were compared with that of other techniques given by other researchers and found to be in good agreement with an error of 10-15%. The result of coefficient of thermal expansion (CTE) that was measured using a dilatometer up to 1273°K has also given.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعمل طبقات الحاجز الحراري (TBCs) كعازل حراري في المنطقة الساخنة لمحرك الطائرة. إلى جانب ذلك، فإنه يحمي أيضًا السطح المعدني الأساسي من البيئة المسببة للتآكل والتآكل. تلعب الموصلية الحرارية المنخفضة المرتبطة بمواد السيراميك TBC دورًا مهمًا في تحسين الكفاءة الحرارية للمحرك من حيث زيادة درجة حرارة الاحتراق والطاقة. تم تحديد الموصلية الحرارية للزركونيا التقليدية المثبتة بالإيتريا (YSZ) وثلاث مواد خزفية متقدمة مع بيروفسكايت (CaZrO 3 ) وهيكل بيروكلور (La 0.75 Nd 0.25 ) 2 Zr 2 O 7 & Nd 2 Ce 2 O 7 ) باستخدام مسعر المسح التفاضلي (DSC). مع قرص معدني رقيق على عينات السيراميك من ارتفاعات مختلفة تم تسخينها / مسحها ضوئيًا باستخدام جهاز DSC قياسي. تم تقييم النتائج لقياس الموصلية الحرارية باستخدام إجراء /حسابات راسخة. تمت مقارنة النتائج التي تم تحليلها مع التقنيات الأخرى التي قدمها باحثون آخرون ووجد أنها تتفق بشكل جيد مع خطأ بنسبة 10-15 ٪. كما تم إعطاء نتيجة لمعامل التمدد الحراري (CTE) الذي تم قياسه باستخدام مقياس تمدد يصل إلى 1273 درجة كلفن.

Translated Description (French)

Les revêtements de barrière thermique (TBC) servent d'isolant thermique dans la région chaude d'un moteur d'avion. En outre, il protège également la surface métallique sous-jacente de l'environnement corrosif et érosif. La faible conductivité thermique associée aux matériaux céramiques TBC joue un rôle important dans l'amélioration de l'efficacité thermique du moteur en termes d'augmentation de la température et de la puissance de combustion. La conductivité thermique de la zircone stabilisée à l'yttria conventionnelle (YSZ) et de trois matériaux céramiques avancés à structure pérovskite (CaZrO 3 ) et pyrochlore (La 0,75 Nd 0,25 ) 2 Zr 2 O 7 & Nd 2 Ce 2 O 7 ) a été déterminée en utilisant la calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Avec un disque métallique mince, les échantillons de céramique de différentes hauteurs ont été chauffés / scannés à l'aide d'un appareil DSC standard. Les résultats ont été évalués pour la mesure de la conductivité thermique en utilisant une procédure /des calculs bien établis. Les résultats analysés ont été comparés à ceux d'autres techniques données par d'autres chercheurs et trouvés en bon accord avec une erreur de 10-15%. Le résultat du coefficient de dilatation thermique (CTE) qui a été mesuré à l'aide d'un dilatomètre jusqu'à 1273°K a également été donné.

Translated Description (Spanish)

Los recubrimientos de barrera térmica (TBC) sirven como aislante térmico en la región caliente de un motor de avión. Además de esto, también protege la superficie metálica subyacente del duro ambiente corrosivo y erosivo. La menor conductividad térmica asociada de los materiales cerámicos TBC juega un papel importante en la mejora de la eficiencia térmica del motor en términos de aumento de la temperatura y la potencia de combustión. La conductividad térmica de la zirconia estabilizada con itria convencional (YSZ) y tres materiales cerámicos avanzados con estructura de perovskita (CaZrO 3 ) y pirocloro (La 0.75 Nd 0.25 ) 2 Zr 2 O 7 & Nd 2 Ce 2 O 7 ) se han determinado mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). Con un disco metálico delgado en las muestras de cerámica de diferentes alturas se calentaron / escanearon utilizando un aparato DSC estándar. Los resultados se evaluaron para la medición de la conductividad térmica utilizando procedimientos /cálculos bien establecidos. Los resultados analizados se compararon con los de otras técnicas dadas por otros investigadores y se encontró que estaban de acuerdo con un error del 10-15%. También se ha dado el resultado del coeficiente de dilatación térmica (CTE) que se midió con un dilatómetro hasta 1273ºK.

Files

KEM.778.236.pdf.pdf

Files (1.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e7f4b841e4701e4c3c6ef24c583a5df1
1.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
قياس الخصائص الفيزيائية الحرارية لمواد TBC المتقدمة مع هياكل Pyrochlore و Perovskite
Translated title (French)
Propriétés thermophysiques Mesure des matériaux TBC avancés avec des structures pyrochlore et pérovskite
Translated title (Spanish)
Medición de propiedades termofísicas de materiales TBC avanzados con estructuras de pirocloro y perovskita

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2891108576
DOI
10.4028/www.scientific.net/kem.778.236

Is supplement to
https://openalex.org/W745099629 (Other)
https://openalex.org/W4241683117 (Other)
https://openalex.org/W3000471302 (Other)
https://openalex.org/W2891108576 (Other)
https://openalex.org/W2618843354 (Other)
https://openalex.org/W2087180582 (Other)
https://openalex.org/W2076087596 (Other)
https://openalex.org/W2029749038 (Other)
https://openalex.org/W1999408546 (Other)
https://openalex.org/W1966245843 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1541961544
  • https://openalex.org/W1769968489
  • https://openalex.org/W1982515348
  • https://openalex.org/W1982681723
  • https://openalex.org/W1982805719
  • https://openalex.org/W1984724906
  • https://openalex.org/W1987641695
  • https://openalex.org/W1988592048
  • https://openalex.org/W1995426444
  • https://openalex.org/W1998995204
  • https://openalex.org/W2002088871
  • https://openalex.org/W2003157198
  • https://openalex.org/W2007535835
  • https://openalex.org/W2012908661
  • https://openalex.org/W2014529894
  • https://openalex.org/W2015365179
  • https://openalex.org/W2017846648
  • https://openalex.org/W2019679086
  • https://openalex.org/W2022071125
  • https://openalex.org/W2027327111
  • https://openalex.org/W2027649610
  • https://openalex.org/W2029998022
  • https://openalex.org/W2038354269
  • https://openalex.org/W2041288972
  • https://openalex.org/W2049723045
  • https://openalex.org/W2051323121
  • https://openalex.org/W2068125078
  • https://openalex.org/W2081120234
  • https://openalex.org/W2087180582
  • https://openalex.org/W2114758769
  • https://openalex.org/W2148485113
  • https://openalex.org/W2149350233
  • https://openalex.org/W2225144676
  • https://openalex.org/W2327960707
  • https://openalex.org/W2346583726
  • https://openalex.org/W2398044527
  • https://openalex.org/W2409588318
  • https://openalex.org/W2462656139
  • https://openalex.org/W2463649028
  • https://openalex.org/W2511724099
  • https://openalex.org/W2521820714
  • https://openalex.org/W2530726558
  • https://openalex.org/W4294647060
  • https://openalex.org/W561678978
  • https://openalex.org/W577315047
  • https://openalex.org/W833912870