Все статьи автора в журнале: Максимов М.В.

1. Изучение методом скретч-теста механизма разрушения плазменных покрытий диоксида циркония, полученных из цельных и полых микросфер

   Scratch-test study of failure mechanism of zirconium dioxide plasma coatings obtained from solid and hollow microspheres

   Номер: 2025 / 09

   Максимов М.В. | Maksimov M.V. | Царева И.Н. | TSareva I.N. | irichatsareva@mail.ruirichatsareva@mail.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Максимов М.В.

   Maksimov M.V.

   Царева И.Н.

   TSareva I.N.

   irichatsareva@mail.ru

   irichatsareva@mail.ru

   ---

   Изучение методом скретч-теста механизма разрушения плазменных покрытий диоксида циркония, полученных из цельных и полых микросфер

    

   УДК 539.42

   DOI: 10.36652/1813-1336-2025-21-9-409-413

    

   Исследованы закономерности формирования методом высокоэнергетического плазменного напыления керамических покрытий на основе диоксида циркония из порошковых материалов состава ZrO₂ + 7 % Y₂O₃ и ZrO₂ + 5,5 % Y₂O₃, состоящих из цельных и полых микросфер. Установлено, что формирующиеся покрытия имеют в поперечном сечении сотовый вид со столбчатым строением зерен диоксида циркония, низкую общую пористость (4,1 и 4,7 %) и высокую твердость (9,65 и 12 ГПа). Методом скретч-теста установлен когезионный механизм разрушения керамических покрытий, получены количественные показатели критических нагрузок, соответствующих когезионной прочности. По результатам сравнительных исследований покрытие, полученное из порошкового материала с цельными микросферами, имеет лучшие показатели эксплуатационных свойств по сравнению с покрытием, нанесенным из порошкового материала с полыми микросферами. Покрытия рекомендуются для защиты термонагруженных деталей горячего тракта газотурбинных двигателей разного назначения.

   ---

   Ключевые слова

   защитное керамическое покрытие, диоксид циркония, "сотовый" вид, столбчатые зерна, скретч-тест, акустическая эмиссия, адгезионная и когезионная прочность

   Scratch-test study of failure mechanism of zirconium dioxide plasma coatings obtained from solid and hollow microspheres

   The paper investigates the regularities of formation of ceramic coatings based on zirconium dioxide from powder materials of composition ZrO₂ + 7 % Y₂O₃ and ZrO₂ + 5,5 % Y₂O₃ consisting of solid and hollow microspheres by highenergy plasma spraying. It was found that the formed coatings have a honeycomb-like cross-section with columnar structure of zirconium dioxide grains, low total porosity (4,1 and 4,7 %) and high hardness (9,65 and 12 GPa). The cohesive failure mechanism of ceramic coatings was established by the scratch test method, and quantitative indices of critical loads corresponding to cohesive strength were obtained. According to the results of comparative studies, the coating obtained from powdered material of solid microspheres has better performance properties than the coating applied from powdered material of hollow microspheres. The coatings are recommended for protection of thermally loaded parts of the hot path of gas turbine engines for different purposes.

   ---

   Keywords

   protective ceramic coating, zirconium dioxide, "honeycomb" appearance, columnar grains, scratch test, acoustic emission, adhesion and cohesive strength