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Thermal diffusivity measurement by thermographic technique for the non destructive integrity assessment of TBCs coupons

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Thermal diffusivity measurement by thermographic technique for the non destructive integrity assessment of TBCs coupons

Le parti calde delle turbine a gas industriali sono soggette a meccanismi di danno riconducibili alla temperatura d’esercizio e alla fatica termo meccanica. In particolare, nel caso dei rivestimenti ceramici con funzione di barriera termica (TBC), l’esposizione ad alta temperatura promuove sia la formazione progressiva di una scaglia d’ossido (TGO) all’interfaccia tra il bondcoat metallico e il rivestimento ceramico sia la sinterizzazione della TBC. Entrambi i fenomeni contribuiscono alla rottura della TBC per distacco dal substrato. In questo lavoro è descritta una tecnica termografica sviluppata in RSE in grado di rilevare precocemente il degrado dell’interfaccia tra TBC e bondcoat.

For thin (<200 micron) air plasma spray (APS) and electron beam physical vapor deposition (EBPVD) ceramic thermal barrier coatings (TBCs), some non-destructive techniques indicate damage at the bond coat-TBC interface during either ageing or cyclic oxidation tests. However, no technique is available for thick (>200 micron) APS TBCs. In this work, a semi-quantitative estimation of cracks at the interface of APS TBCs thicker than 300 micron is obtained from thermal diffusivity values measured by using a single side thermographic technique on coupons subjected to thermal cycling. In fact, during thermal cycling, two phenomena occur: sintering that promotes a significant increase of thermal diffusivity, and cracking that, representing an additional thermal resistance, causes an apparent decrease of thermal diffusivity. The idea presented hereinafter consists in removing the effects of sintering from apparent thermal diffusivity to estimate cracking at the interface.

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