Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing (비파괴검사학회지)

The Korean Society for Nondestructive Testing (한국비파괴검사학회)
권호 표지

Evaluation of Defects of Thermal Barrier Coatings by Thermal Shock Test Using Eddy Current Testing

열차폐 코팅층의 고온 열충격 시험후 ECT를 이용한 결함 평가

  • 허태훈 (부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 조윤호 (부산대학교 기계공학부) ;
  • 이준현 (부산대학교 기계공학부) ;
  • 오정석 (한국기계연구원) ;
  • 이구현 (한국기계연구원 부설 재료연구소)
  • Received : 2009.09.21
  • Accepted : 2009.10.15
  • Published : 2009.10.30
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Abstract

Periodical thermal shock can introduce defects in thermal barrier coating made by layers of CoNiCrAlY bond coating(BC) and $ZrO_2-8wt%Y_2O_3$ ceramic top coating(TC) on Inconel-738 substrate using plasma spraying. Thermal shock test is performed by severe condition that is to heat until $1000^{\circ}C$ and cool until $20^{\circ}C$. As the number of cycle is increased, the fatigue by thermal shock is also increased. After test, the micro-structures and mechanical characteristics of thermal barrier coating were investigated by SEM, XRD. The TGO layer of $Al_2O_3$ is formed between BC and TC by periodical thermal shock test, and its change in thickness is inspected by eddy current test(ECT). By ECT test, it is shown that TGO and micro-crack can be detected and it is possible to predict the life of thermal barrier coating.

열차폐 코팅 시편에 대하여 열충격을 주기적으로 가한 후 발생하는 결함을 관찰하였다. 실험에 사용 된 열차폐 코팅 시편은 인코넬-738로 제작된 모재 위에 CoNiCrAlY 본드 코팅층과 $ZrO_2-8wt%Y_2O_3$ 세라믹탑 코팅층이 플라즈마 용사 방법으로 올려진 형태로 되어있다. 열충격 시험은 $1000^{\circ}C$의 고온으로 가열했다가 상온으로 급격하게 냉각시키는 가혹한 조건으로 실행되었고, 사이클 수가 증가함에 따라 열충격의 피로도 또한 증가하였다. 시험후 시편 내부의 미세 조직 변화와 결함을 전자현미경으로 관찰하고, 시편의 기계적인 특성을 측정하여 그 변화 양상을 살펴보았다. 열충격 주기실험후 본드 코팅층과 세라믹 탑 코팅층 사이에 발생하는 TGO 산화물층에 대한 변화 양상과 이에 대한 와전류 신호를 측정하여 TGO층 성장 거동의 비파괴적인 평가를 위한 실험을 진행하였다. 본 연구를 통하여 마이크로 단위의 TGO층에 대한 와전류검사의 적용 가능성을 확인하고 열차폐 코팅의 수명을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

Keywords

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