Теплопроводность и температурное состояние термобарьерных покрытий охлаждаемых деталей ГТД тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат технических наук Басаргин, Игорь Владимирович

• Басаргин, Игорь Владимирович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Басаргин, Игорь Владимирович

Основные условные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования.

1.1. Область применения, основные параметры ТБП.

1.2. Основные результаты опытного исследования теплопроводности термобарьерных покрытий.

1.3. Обзор существующих моделей расчета теплопроводности ТБП при воздействии на них высокотемпературного газового потока.

1.4. Постановка задач исследования.

Глава 2. Экспериментальное оборудование и система измерений.

2.1. Описание принципиальной схемы опытного стенда.

2.2. Опытный участок установки и система измерений.

2.3. Образцы и модели ТБП для исследований.

2.4. Методика проведения экспериментов и обработки опытных данных.

2.5. Оценка погрешностей получаемых результатов.

Глава 3. Результаты экспериментальных исследований теплопроводности ТБП.

3.1. Опытное определение коэффициента теплопроводности образцов ТБП при термоциклическом воздействии на них потока газа.

3.2. Исследование микроструктуры ТБП

Глава 4. Моделирование теплопроводности термобарьерных покрытий и расчет теплового состояния охлаждаемых деталей с ТБП.

4.1. Описание и верификация расчетной модели.

4.2. Вариантные расчеты деталей ГТД и ГТУ с термобарьерным покрытием.

4.3. Рекомендации по расчету и конструированию стенок охлаждаемых деталей ГТД и ГТУ с термобарьерными покрытиями.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплопроводность и температурное состояние термобарьерных покрытий охлаждаемых деталей ГТД»

Основное направление совершенствования газотурбинных двигателей и энергоустановок - это увеличение температуры газа перед турбиной, что требует интенсификации систем охлаждения горячих деталей ГТД. Однако при этом бывает, что в результате «кризиса охлаждения» они не могут обеспечить требуемого температурного состояния стенки. Одним из направлений дополнительного снижения температуры охлаждаемых деталей двигателей является нанесение термобарьерных покрытий (ТБП) на обтекаемые газовым потоком поверхности деталей.

Анализ литературы показал, что должен существовать рациональный диапазон толщин наносимых на горячие детали покрытий, отвечающих заданному ресурсу при накоплении малоцикловой усталости от знакопеременных тепловых нагрузок.

Поэтому важными являются знания по изменению теплофизических параметров ТБП, и в первую очередь - его коэффициента теплопроводности А/гбп и термического сопротивления. Эти данные в первом приближении позволяют определить температурное состояние защищаемых от высоких температур и от агрессивных сред поверхностей деталей двигателя. Кроме этого, известно, что монотонное снижение значения ^ТБП в процессе малоцикловых испытаний свидетельствует, как правило, о растрескивании покрытия, а увеличение - о его спекании. Важным и актуальным, в связи с этим, являются термоциклические испытания образцов ТБП в приближенных, к натурным, условиях.

Важно отметить, что сложность конструкции деталей двигателей и энергоустановок приводит к возникновению температурной неравномерности в детали и делает привлекательным нанесение на поверхности газового тракта покрытия, неравномерного по толщине.

Наиболее остро проблемы, связанные с неравномерностью температурного поля, возникают в области отверстий для создания тепловой завесы. В результате участок турбинной лопатки между отверстиями растрескивается, снижая ее ресурс. Кроме этого, при использовании ТБП на рабочих лопатках ГТД возникает проблема, связанная с неминуемым увеличением массы пера лопатки и возрастанием в связи с этим работающих на растяжение лопатки центробежных сил. Поскольку термобарьерные покрытия на основе керамик не сопротивляются действующим центробежным силам, то возникает задача научно обоснованной минимизации толщины ТБП.

Для выработки научных основ расчета и конструирования покрытий на базе микроструктурного подхода к моделированию тепловых процессов в ТБП требуется выполнить опытные исследования, которые позволят правильно сформулировать требования к модели и к ее ограничениям. Так, для формулирования требований к облику расчетной модели необходимы термоциклические исследования и данные по микроструктуре ТБП.

Анализ литературных источников показал, что в настоящее время в США, Японии и в других промышленно развитых странах проводятся интенсивные исследования по физическому и численному моделированию процессов, происходящих в ТБП, главным образом плазмонапыленных, на основе диоксида циркония ZrC>2. Важное место в этих исследованиях уделено анализу теплопроводности покрытий и расчету их температурного состояния. Однако разработанные модели описаны в литературе фрагментарно, а результаты испытаний ТБП на термоциклирование связаны, главным образом, с поиском оптимального химического состава ТБП с точки зрения парирования или подавления процессов растрескивания и спекания материала термобарьерного покрытия. В отечественных публикациях при расчетах ТБП используется интегральный подход, который не позволяет надежно рассчитать требуемую для заданных условий толщину покрытия.

Таким образом, опубликованные результаты исследований не позволяют разработать научно обоснованный инженерный метод теплового расчета ТБП, отвечающий заданным требованиям. В связи с этим, тема диссертационной работы, посвященной физическому и численному моделированию теплофизических параметров плазмонапыленных в атмосфере термобарьерных покрытий для горячих деталей ГТД, представляется актуальной.

Целью работы является разработка научных основ теплового расчета плазмонапыленных в атмосфере термобарьерных покрытий охлаждаемых деталей ГТД.

Задачи исследования:

1. На базе созданной экспериментальной установки исследовать коэффициент теплопроводности и термическое сопротивление образцов плазмонапыленных в атмосфере термобарьерных покрытий при воздействии на них циклической тепловой нагрузки. На этой основе, а также на базе выполненных исследований микроструктуры ТБП сформулировать требования к разрабатываемой модели.

2. Разработать и верифицировать расчетную модель теплопроводности и температурного состояния термобарьерных покрытий для их численного исследования в составе охлаждаемых деталей ГТД.

3. На основе разработанной модели выполнить сравнительные расчеты распределения толщины ТБП по поверхностям охлаждаемых деталей ГТД с различными системами охлаждения, обеспечивающей заданный уровень температуры стенки. Разработать рекомендации по расчету и проектированию покрытий.

Научная новизна.

1. Выявлена относительная стабильность во времени значений коэффициента теплопроводности, термического сопротивления и микроструктуры плазмонапыленных в атмосфере ТБП на основе диоксида циркония при испытании их на 1000 циклов знакопеременной тепловой нагрузки в условиях, близких к натурным.

2. Установлено, что из всего исследованного диапазона изменения толщин термобарьерных покрытий от 0,2 до 0,8 мм наиболее стойкими к термоциклическим воздействиям являются образцы толщиной 0,35.0,45мм.

3. Разработана модель теплового расчета термобарьерных покрытий, учитывающая его микроструктуру, теплофизические параметры воздуха, а также закономерности переноса теплоты в микрослоях и микрополостях для конструирования термобарьерных покрытий с программируемым по поверхности охлаждаемой детали тепловым сопротивлением.

4. Численные исследования с помощью разработанной модели теплового расчета ТБП показали возможность снижения температурной неравномерности в стенках охлаждаемых деталей ГТД за счет нанесения на них термобарьерного покрытия переменной толщины. Наибольший положительный эффект выявлен в деталях с одним рядом отверстий для тепловой завесы.

Практическая значимость. Выработанные в результате проведенных испытаний образцов ТБП рекомендации получены в диапазоне изменения геометрических и режимных параметров, близких к реальным: диапазон изменения толщины термобарьерного покрытия 8Тбп = 0,2. 0,8мм; температура потока газа Т*г ~ 1332. 1650 К. Разработанная расчетная модель учитывает микроструктуру покрытия и реальные значения основных теплофизических параметров потока газа и охлаждающего воздуха. Все это позволяет рассчитать и спроектировать плазмонапыленные термобарьерные покрытия, обеспечивающие заданное температурное состояние охлаждаемых деталей ГТД. Полученные научные результаты вошли в отчет о ПИР "Исследование структуры и свойств ТБП с разработкой физических и математических моделей системы" (хоздоговор НЧ 205001 от 01.11.2006 г.) Материалы диссертации переданы в виде отчета для использования в ОАО КМПО, г.Казань и ОКБ «Союз», г.Казань.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и получили одобрение на XVII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН А.И.Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках", г. Жуковский, 2009г.; на XV, XVI, XVII Всероссийских молодежных научных конференциях "Туполевские чтения", г.Казань, 2007 - 2009 гг.; на XIX, XX, XXI Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях КВАКУ "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология", г.Казань, 2007 - 2009 г.г.; на научных семинарах кафедры "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели", г. Казань, 2007 - 2009 гг.; на VII Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России, г. Москва, 2007 г.; на XII Нижегородской сессии молодых ученых «Технические науки», г. Нижний Новгород, 2007 г.

Термобарьерные покрытия (ТБП) применяются в камерах сгорания и газовых турбинах ГТД, ГТУ (рис.0.1), а также в дизельных двигателях [1] . Их использование может привести к снижению температуры на поверхности металла на ЮО-ЗООК.

По данным [2] ТБП с 1963 года до начала 80-х годов применялись только в жаровых трубах камер сгорания. Эти ТБП состояли из циркония, стабилизированного магнезией, а подслой был выполнен воздушно-плазменным напылением. Первоначально на основной материал (металл жаровой трубы) напылялся Ni-Al. В дальнейшем для улучшения характеристик подслоя в него вместо Ni-Al вводились Ni-Cr-Al, а в настоящее время отдают предпочтение составу Co-Cr-Al-Y или Ni-Co-Cr-Al-Y.

В начале 80-х годов цирконий начали стабилизировать не магнезией, а иттрием. Такое покрытие можно классифицировать как первое поколение ТБП, которые до настоящего времени успешно используются в жаровых трубах камер сгорания авиационных двигателей и включаются в список требований по изготовлению камер сгорания.

Второе поколение ТБП было внедрено на турбинных лопатках авиационных ГТД в 1982 году. В этих ТБП воздушное напыление подслоя было заменено вакуумным плазменным напылением NiCoCrAlY-подслоя, что повысило сопротивляемость окислению при высокой температуре газа.

Рис.0.1. Области использования термобарьерных покрытий

Осаждение материала ТБП в вакууме позволило получить более стойкие к деформациям термобарьерные покрытия.

ТБП третьего поколения для турбинных лопаток авиационных двигателей были получены осаждением их в вакууме.

Плазмонапыленные ТБП можно классифицировать как четырехслойные. Первый слой - основной жаропрочный сплав на основе Ni, из которого состоит охлаждаемая деталь; на него наносится второй слой - это сопротивляющийся окислению подслой в составе Ni Со CrAlY толщиной примерно 125 мкм; третий слой - тонкая пленка ТВО - термически выращенного оксида (в основном АЬОз толщиной 1-10 мкм); и 4-й слой - плазмонапыленный в атмосфере наружный слой из ZrCb, содержащий 6-8% Y2O3. Наружный слой ТБП, который противостоит температуре и подвержен наибольшей деформации, обычно имеет микроструктурные дефекты (поры, трещины). Диапазон изменения толщины ТБП для газотурбинных двигателей составляет от 200 до 500 мкм, и до 2 мм - для дизельных двигателей [3].

Очевидно, что стойкость термобарьерных покрытий, их ресурс во многом предопределяют целесообразность и привлекательность их использования.

По данным [4] процесс разрушения ТБП начинается уже на ранней стадии его работы, а некоторые начальные участки разрушения развиваются уже в процессе нанесения покрытия. На этом этапе формирования поверхности покрытия образуется средний слой с системой мелких поверхностных трещин. В относительно короткий период времени эти начальные трещины распространяются на всю толщину слоя покрытия и достигают границы покрытие - материал основы.

В результате начальные трещины в толще покрытия формируют сеть, которая представляет собой регулярную систему микротрещин. Особенно опасно для целостности ТБП развитие приграничных трещин, которые могут привести к отслаиванию покрытия от основного материала.

Не менее актуальной является проблема прогнозирования зарождения и развития микротрещин в условиях специфических термомеханических рабочих циклов, представляющих собой переменные во времени силовые и термические воздействия. Здесь важно отметить, что коэффициент теплопроводности ТБП зависит от количества термоциклов, и, главное, значение А,ТБп в любом из циклов содержит ценную информацию о развитии трещины в покрытии при термоциклических испытаниях [5]. А поскольку значение А,ТБп прямо связано с наличием микро- и макротрещин в покрытии, то значит коэффициент теплопроводности термобарьерного покрытия, определенный в процессе термоциклических испытаний образцов ТБП, позволяет не только рассчитать температурное состояние охлаждаемой детали в условиях длительной эксплуатации двигателя, но и косвенно оценить структурные изменения в ТБП, предшествующие его разрушению.

Нельзя не отметить, что термоциклические испытания ТБП проводятся обычно при атмосферном давлении, поэтому влияние натурных условий в камерах сгорания и турбинах высокого давления ГТД на теплопроводность ТБП, где давление среды составляет (30-40)-105Па, не учитывается. Поэтому актуальной является задача разработка таких расчетных моделей ТБП, в которых этот фактор может быть учтен.

Автор выражает благодарность Ильинковой Татьяне Александровне, кандидату технических наук, доценту кафедры Материаловедения и технологии материалов, за научные консультации, а аспиранта Валиева Рамиля Рифатовича - за помощь в подготовке образцов и проведении опытов.

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Басаргин, Игорь Владимирович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные термоциклические испытания плазмонапыленных в атмосфере образцов ТБП на основе диоксида циркония на 1000 циклов показали, что независимо от толщины покрытия значения коэффициента теплопроводности в пределах каждого образца стабильны; диапазон изменения А-тип находится в пределах доверительного интервала его суммарной погрешности.

2. Установлено, что стабильность микроструктуры плазмонапыленных образцов ТБП в условиях термоциклических воздействий наблюдается во всем исследованном диапазоне изменения толщин ТБП от 0,2 до 0,8 мм; в то же время без разрушения испытания прошли образцы толщиной 0,35.0,45 мм.

3. Разработана и верифицирована модель расчета коэффициента теплопроводности и температурного состояния ТБП для конструирования термо барьерных покрытий с программируемым по поверхности охлаждаемой детали тепловым сопротивлением.

4. На основе численных вариантных расчетов по разработанной модели показана возможность значительного снижения неравномерности температурного поля в стенках охлаждаемых турбинных лопаток и жаровых труб камер сгорания за счет программирования толщины ТБП, наносимого на их поверхности. Наибольший положительный эффект проявляется для конвективно-пленочных систем охлаждения с одним пояском перфораций.

156

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Басаргин, Игорь Владимирович, 2010 год

1. K.W. Schlichting, N.P. Padture , E.H. Jordan , M. Gell Failure modes in plasma-sprayed thermal barrier coatings Materials Science and Engineering A342 (2003) 120/130.

2. L. Singheiser, R. Steinbrech,W.J.Quadakkers and R. Herzog Failure aspects of thermal barrier coatings Forschungszentrum Julich GmbH, D-52425 Julich, Germany. MATERIALS AT HIGH TEMPERATURES 18(4)(200 l)p.249-259

3. Izquierdo, P. Thesis, University of Aachen (1998).

4. Asher A. Rubinstein and Yaliamg Tang Failure Model of Protective Cofnings Department of Mechanical Engineering, Tulane University New Orleans, LA 70118, USA. NASA technical report, (2001) NAG3-2689.

5. Dongming Zhu and Sung R. Choi Robert A. Miller Thermal Fatigue and Fracture Behavior of Ceramic Thermal Barrier Coatings Ohio Aerospace Institute, Brook Park, Ohio Glenn Research Center, Cleveland, Ohio. Technical Memorandum NASA (2001) 210816

6. Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Москва. Недра. 1987г.224с.

7. Локай В.И., Максутова М.К., Стрункин В.А. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1991. 512с.

8. Gualco С., Cordano Е., Fignino F. An improved deposition process for very thick porous thermal barrier coatings // in Proceedings of the International Thermal spray conference. Dusseldorf. Germany, 2002. P. 196-201.

9. Houben. J. M. and Zaat. J. H., Proceedings of the 8th International thermal spray conference, Miami Beach, Florida, USA, 1976.

10. Коломыцев П.Т. Высокотемпературные защитные покрытия для никелевых сплавов. М.: Металлургия. 1991. 239 с.

11. Miller R.A., Garlick R.G., Smialek J.L. Phase stability in plasma sprayed partially stabilized zirconia-yttria // Science and technology of zirconia. 1981. -Vol. 3-P.241 -253.

12. Morrell P., Taylor R. Thermal diffusivity of thermal barrier coatings of Zr02 stabilized with Y2O3 //High Temperature High Pressure. 1985. - Vol.17- P. 79.

13. Watson M. / Cambridge Materials Selector. 1994. -Vol. 2.01.

14. Evans A. G., Mumm D. R., Hutchinson J. W., Meier G. H. Mechanisms controlling the durability of thermal barrier coatings // Progress of materials science. 2001.-Vol. 46 -P. 505 553.

15. Singh J. P., Nair G., Renusch D. P., Sutaria M. P. Damage evolution and stress analysis in zirconia thermal barrier coatings during cyclic and isothermal oxidation// Journal of American ceramic society. 2001. Vol. 84. No 10- P. 2385-2393.

16. Clarke D.A., Serge V. He M-Y. Precursor to TBC failure caused by constrained phase transformation in the thermally grown oxide// Elevated temperature coatings: science and technology. Warrendale. PA.1999.-P. 67.

17. Ali M. Y., Nusier S. Q., Newaz G. M. Mechanics of damage initiation and growth in a TBC/Superalloy system // Int. J. Solids & Structures. 2001.-Vol.38-P. 3329-3340.

18. Chang G.C., Phucharoen W., Miller R. A. Behavior of thermal barrier coatings for advanced gas turbine blades // Surface and coatings technology. 1987.- Vol. 30.-P. 13-28.

19. Freborg A. M., Ferguson B. L., Brindley W. J., Petrus, G. J. Modeling oxidation induced stresses in thermal barrier coatings. Materials science & engineering. 1998. -Vol. A245- P. 182-190.

20. Petrus G. J., Ferguson B. L. A .Software Tool to esign Thermal Barrier Coatings // Journaj of Thermal Spray Technology, 1997. Vol.6 - NOl - P. 29-34.

21. Pindera M.J., Aboudi J., Arnold S. M. The effect of interface roughness and oxide film thickness on the inelastic response of thermal barrier coatings to thermal cycling // Materials science and engineering. 2000. Vol. a284-p. 158-175.

22. Singheiser L., Steinbrech R., Quadakkers W.J., Herzog R. Failure aspects of thermal barrier Coatings // Materials at high temperatures. 2001. Vol. 18 NO.4 - P. 249-259.

23. Clyne T.W., Humphreys C.J. Improvements in plasma sprayed thermal barrier coatings for use in advanced gas turbines. http://www.msm.cam.ac.uk/mmc/publications/index.html.

24. Pavel Strunz,. Gerhard Schumacher, Robert Vassen, Albrecht Wiedenmann. in situ SANS study of pore microstructure in YSZ thermal barrier coatings, Acta Materialia.2004. Vol 52.-P,3305-3312, www.actamat-journals.com.

25. Gell M., Xie L., Ma X, Jordan E. H., Padture N.P. Highly durable thermal barrier coatings made by the solution precursor plasma spray process // Surface and Coatings Technology, 2003.- P.l 6.

26. John Thornton, Thermal Barrier Coatings Aeronautical and Maritime Research Laboratory Defense Science and Technology Organization G.P.O. Box 4331, Melbourne, Vic. 3001, Australia Materials Forum (1998) 22, 159 81.

27. Dr. Sam Y. Zamrik Thermomechanical Fatigue Life Prediction Model for Advanced Gas Turbine Materials 1 The Pennsylvania State University University Park, PA 16820-2023.

28. R.A. Miller, C.E. Lowell, Thin Solid Films 95 (1982) 265.

29. B.C. Wu, E. Chang, S.F. Chang, C.H. Chao, Thin Solid Films 172 (1989) 185.

30. A. Rabiei, A.G. Evans, Acta Mater. 48 (2000) 3963.

31. Zhu, D. and Miller, R.A. Low Conductivity and Sintering Resistant Thermal Barrier Coatings. US Patent Application Serial Number 09/904,084, USA.

32. Dongming Zhu, Sung R. Choi, Robert A. Miller Development and Fatigue Testing of Ceramic Thermal Barrier Coatings. U.S. Army Research Laboratory, Glenn Research Center, Cleveland, Ohio; Ohio Aerospace Institute, Brook

33. Park, Ohio; Glenn Research Center, Cleveland, Ohio. NASA/TM—2004-213083.

34. D. Zhu and R.A. Miller, "Thermal Conductivity and Elastic Modulus Evolution of Thermal Barrier Coatings Under High Heat Flux Conditions," NASA TM-209069, NASA Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, April 1999.

35. Dongming Zhu,Robert A. Miller. Thermal Conductivity and Sintering Behavior of Advanced Thermal Barrier Coatings. Ohio Aerospace Institute, Brook Park, Ohio; Glenn Research Center, Cleveland, Ohio. NASA/TM— 2002-211481.

36. P.G. Klemens and M. Gell, "Thermal Conductivity of Thermal Barrier Coatings," Materials Science and Engineering, vol. A245, pp. 143-149, 1998.

37. D. Zhu and R.A. Miller, "Low Conductivity and Sintering Resistant Thermal Barrier Coatings," US Patent Application Serial No. 09/904,084, USA.

38. I.O. Golosnoy, S.A. Tsipas & T.W. Clyne An analytical model for simulation of heat flow in plasma spayed thermal barrier coatings J. Ther. Spray Techn., Oct. 2003.

39. Hamacha, R., Fauchais, P. and Nardou, F., Influence of Dopant on the Thermal Properties of Two Plasma-sprayed Zirconia Coatings 1. Relationship Between Powder Characteristics and Coating Properties, J Ther. Spray Techn., 5: (1996) p.431-438.

40. Nicholls, J.R., Lawson, K.J., Johnstone, A. and Rickerby, D.S., Low Thermal Conductivity EB-PVD Thermal Barrier Coatings, Mater. Sci. Forum, 369-372:2001) p.595-606.

41. Gu, S., Lu, T.J., Hass, D.D. and Wadley, H.N.G., Thermal conductivity of zirconia coatings with zig-zag pore microstructures, Acta Mater., 49: (2001) p.2539-2547.

42. Lu, T.J., Levi, C.G., Wadley, H.N.G. and Evans, A.G., Distributed porosity as a control parameter for oxide thermal barriers made by physical vapor deposition, J. Am. Ceram. Soc., 84: (2001) p.2937-2946.

43. Schlichting, K.W., Padture, N.P. and Klemens, P.G., Thermal Conductivity of Dense and Porous Yttria-stabilized Zirconia, J. Mat. Sci., 36: (2001) p.3003-3010.

44. Nicholls, J.R., Lawson, K.J., Johnstone, A. and Rickerby, D.S., Methods to Reduce the Thermal Conductivity of EB-PVD TBCs, Surf. Coat. Technol., 151:2002) p.383-391.

45. Orain, S., Scudeller, Y. and Brousse, Т., Structural and microstructural effects on the thermal conductivity of zirconia thin films, Microscale Thermophys. Eng., 5: (2001) p.267-275.

46. Sevostianov, I. and Kachanov, M., Anisotropic thermal conductivities of plasma-sprayed thermal barrier coatings in relation to the microstructure, J. Ther. Spray Technol., 9: (2000) p.478-482.

47. Langhahr, P.A., Oberacker, R. and Hoffmann, M.J., Long-Term Behaviour and Application Limits of Plasma-Sprayed Zirconia Thermal Barrier Coatings, J Amer. Ceram. Soc, 84: (2001) p.1301-1208.

48. Zhu, D.M. and Miller, R.A., Thermal Conductivity and Elastic Modulus Evolution of Thermal Barrier Coatings under High Heat Flux Conditions, J. Ther. Spray Techn., 9: (2000) p. 175-180.

49. Dutton, R., Wheeler, R., Ravichandran, K.S. and An, K., Effect of Heat Treatment on the Thermal Conductivity of Plasma-Sprayed Thermal Barrier Coatings, J. Ther. Spray Technol., 9: (2000) p.204-209.

50. Basil, D., Funke, C. and Steinbrech, R.W., Effect of Heat Treatment on Elastic Properties of Separated Thermal Barrier Coatings, Journal of Materials Research, 14: (1999) p.4643-4650.

51. Thompson, J.A. and Clyne, T.W., The Effect of Heat Treatment on the Stiffness of Zirconia Top Coats in Plasma-Sprayed TBCs, Acta Mater., 49: (2001) p.1565-1575.

52. Clyne, T.W. and Withers, P.J., An Introduction to Metal Matrix Composites, Cambridge University Press, Cambridge, (1993).

53. Shafiro, B. and Kachanov, M., Anisotropic effective conductivity of materials with nonrandomly oriented inclusions of diverse ellipsoidal shapes, Journal of Applied Physics, 87: (2000) p.8561-8569.

54. Cernuschi, F., Bianchi, P., Leoni, M. and Scardi, P., Thermal diffusivity/microstructure relationship in Y-PSZ thermal barrier coatings, J. Ther. Spray Techn., 8: (1999) p.102-109.

55. McPherson, R., A Model for the Thermal Conductivity of Plasma-Sprayed Ceramic Coatings, Thin Solid Films, 112: (1984) p.89-95.

56. Li, C.J. and Ohmori, A., Relationships between the microstructure and properties of thermally sprayed deposits, Journal of Thermal Spray Technology, 11: (2002) p.365-374.

57. Boirelavigne, S., Moreau, C. and Saintjacques, R.G., The Relationship between the Microstructure and Thermal- Diffusivity of Plasma-Sprayed Tungsten Coatings, J. Ther. Spray Techn., 4: (1995) p.261-267.

58. Lu, T.J. and Hutchinson, J.W., Thermal-Conductivity and Expansion of Cross-Ply Composites with Matrix Cracks, J. Mech. Phys. Sol., 43: (1995) p.l 1751198.

59. Tzou, D.Y., The Effect of Internal Heat-Transfer in Cavities on the Overall Thermal- Conductivity, Int. J. Heat Mass Transf., 34: (1991) p.1839-1846.

60. Hashin, Z., The Differential Scheme and Its Application to Cracked Materials, J. Mech. Phys. Sol., 36: (1988) p.719-734.

61. Bauer, Т.Н., A General Analytical Approach toward the Thermal-Conductivity of Porous- Media, Int. J. Heat Mass Transf., 36: (1993) p.4181-4191.

62. Raghavan, S., Wang, H., Dinwiddie, R.B., Porter, W.D. and Mayo, M.J., The Effect of Grain Size, Porosity and Yttria Content on the Thermal Conductivity of Nanocrystalline Zirconia, Scripta Materialia, 39: (1998) p.l 119-1125.

63. Ravichandran, K.S., An, K., Dutton, R.E. and Semiatin, S.L., Thermal Conductivity of Plasma-Sprayed Monolithic and Multilayer Coatings of Alumina and Yttria-Stabilized Zirconia, J. Am. Ceram. Soc., 83: (1999) p.673-682.

64. Lu, T.J., Levi, C.G., Wadley, H.N.G. and Evans, A.G., Distributed Porosity as a Control Parameter for Oxide Thermal Barriers made by Physical Vapor Deposition, J. Am. Ceram. Soc., 84: (2001) p.2937-2946.

65. Incropera, F.P. and Dewitt, D.P., Introduction to Heat Transfer, John Wiley & Sons, Inc., NY, USA, (1996).

66. Lee, D.W. and Kingery, W.D., Radiation Energy Transfer and Thermal Conductivity of Ceramic Oxides, J. Am. Cer. Soc., 43: (1960) p.594-605.

67. Peelen, J.G. and Metselaar, R., Light scattering by pores in polycrystalline materials: Transmission properties of alumina, J. Appl. Phys., 45: (1974) p.216-220.

68. Manara, J., Caps, R., Raether, F. and Fricke, J., Characterization of the pore structure of alumina ceramics by diffuse radiation propagation in the near infrared, Opt. Commun, 168: (1999) p.237-250.

69. Siegel, R. and Howell, J.R., Thermal Radiation Heat Transfer, McGraw-Hill, New York, (1972).

70. Makino, Т., Kunitomo, Т., Sakai, I. and Kinoshita, H., Thermal Radiation Properties of Ceramic Materials, Heat Transfer. Japanese Research., 13: (1984) p.33-50.

71. Cabannes, F. and Billard, D., Measurement of Infrared-Absorption of Some Oxides in Connection with the Radiative-Transfer in Porous and Fibrous Materials, Int. J. Thermophys., 8: (1987) p.97-118.

72. Clarke, D.R., Materials Selection Guidelines for Low Thermal Conductivity Barrier Coatings, Surf. Coat. Techn., 163-164: (2003) p.67-74.

73. Samarskii, A.A. and Vabishevich, P.N., Computational heat transfer. V.l. Mathematical Modelling., Wiley, Chichester, (1995).

74. Tannehill, J.C., Anderson, D.A. and Pletcher, R.H., Computational Fluid Meechanics and Heat Transfer, Taylor & Francis, Washington, London, (1997).

75. Ilavsky, J., Allen, A.J., Long, G.G., Krueger, S., Berndt, C.C. and Herman, H., Influence of Spray Angle on the Pore and Crack Microstructure of Plasma-Sprayed Deposits, J. Am. Ceram. Soc., 80: (1997) p.733-742.

76. Trapaga, G., Matthys, E.F., Valencia, J.J. and Szekely, J., Fluid Flow, Heat Transfer and Solidification of Molten Metal Droplets Impinging on Substrates;

77. Comparison of Numerical and Experimental Results, Metall. Trans., 23B:1992) p.701-718.

78. Zhang, H., Theoretical analysis of Spreading and Solidification of Molten Droplet during Thermal Spray Deposition, int. J. Heat Mass Transfer, 42: (1999) p.2499-2508.

79. Bennett, T. and Poulikakos, D., Splat-quench Solidification: Estimating the Maximum Spreading of a Droplet impacting a Solid Surface, J. Mat. Sci., 28:1993) p.963-970.

80. McPherson, R., A Review of Microstructure and Properties of Plasma Sprayed Ceramics Coatings, Surf. Coat. Technol., 39/40: (1989) p.173-181.

81. Zhu, D.M. and Miller, R.A., Sintering and Creep Behaviour of Plasma-Sprayed Zirconia and Hafnia-Based Thermal Barrier Coatings, Surf. Coat. Techn., 109: (1998) p.l 14-120.

82. Патент на полезную модель № 57903 «Устройство для испытаний материалов и покрытий»// Ильинкова Т.А., Ильинков А.В., Абосделл A.M., Саттаров Р.И. :

83. Отчет о НИОКР по госконтракту (договору) № 4224 р/6625 от 26.06.06), этап 2 / Ильинкова Т.А., Басаргин И.В. и др. НКЦ "Упрочняющие технологии" Казань, 2007, 43с.

84. Отчет о НИОКР по госконтракту (договору) № 4224 р/6625 от 26.06.06), этап 3 / Ильинкова Т.А., Басаргин И.В. и др. НКЦ "Упрочняющие технологии" Казань, 2007, 51с.

85. Басаргин И. В. Теплопроводность термобарьерных покрытий / А. В. Ильинков, А. В. Щукин, Т. А. Ильинкова, И. В. Басаргин,

86. Р. Р. Валиев // Изв.вузов. Авиационная техника, 2009.- №3. - С.54 - 58.

87. Теория и техника теплофизического эксперимента. 2-е изд.,перераб. и допЛЮ.Ф.Гортышов, Ф.Н.Дресвянников, Н.С.Идиатуллин и др.; Под ред.В.К.Щукина. - М.:Энергоатомиздат,1993. — 448с.

88. Басаргин И. В. Теплопроводность термобарьерных покрытий при термоциклических испытаниях. / А. В. Ильинков, Т. А. Ильинкова,

89. Басаргин И. В. Термоциклические испытания термобарьерных покрытий. /Р.Р.Валиев, И.В.Басаргин, А.В. Кауров // XVI Туполевские чтения. Международная молодежная научная конференция. Труды конференции. Том I. КГТУ (КАИ). Казань, -2008. -С. 279-280.

90. Теория и техника теплофизического эксперимента. 2-е изд.,перераб. и допЛЮ.Ф.Гортышов, Ф.Н.Дресвянников, Н.С.Идиатуллин и др.; Под ред.В.К.Щукина. - М.:Энергоатомиздат,1993. - 448с.

91. Басаргин И. В. Термобарьерные покрытия деталей ГТД. /

92. И. В. Басаргин// Материалы докладов. Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки Секция «Машиностроение»: Н.Новгород №12 -2007. -С.46-47.

93. Басаргин И. В. Термобарьерные покрытия в двигателях ГПА. /

94. Нагога Г.П. Эффективные способы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин\Москов. авиац. ин-т. М., 1996.1 Об с.

95. Brindley W. J., Miller R. A. Thermal barrier coating evaluation needs // NASA Technical Memorandum. 1990. 103708.

96. Mancini С. E., Berndt С. C., Sun L., Kucuk. A. Porosity determinations in thermally sprayed hydroxyapatite coatings // Journal of materials science, 2001.- Vol.36-P. 3891-3896.

97. Sharafat S. , Kobayashi A., Chen Y., Ghoniem N. Plasma spraying of micro-composite thermal barrier coatings, Elsevier science Ltd // surface engineering and surface instrumentation and vacuum technology. 2002. Vol. 65. P.415-425.

98. Басаргин И. В. Численное моделирование теплопроводности термобарьерных покрытий./А. В. Ильинков, А. В. Щукин,

99. Басаргин И. В. Расчетная модель температурного состояния термобарьерных покрытий. / И. В. Басаргин, А. В. Кауров // XV

100. Туполевские чтения. Международная молодежная научная конференция. Труды конференции. Том I. КГТУ (КАИ). Казань, -2007. -С. 317-318.

101. Репухов В.М. Тепловая защита стенки вдувом газа. Киев: Наукова думка, 1977. 216с.

102. Басаргин И. В. Расчет толщины термобарьерного покрытия при переменных граничных условиях. / А. В. Ильинков., А. В. Щукин,

103. В.И.Локай, М.Н.Бодунов, В.В.Жуйков, А.В.ЩукинЛ Теплопередача в охлаждаемых деталях газотурбинных двигателей \ М.: Машиностроение, 1993. 288 с.

104. Полежаев Ю.В. и Юревич Ф.Б. Тепловая защита. Под ред. А.В.Лыкова М., «Энергия», 1976. 392 с.

105. Трушин В.А. Пленочное охлаждение турбинных лопаток \ Уфим. авиац. ин-т. Уфа, 1988. 78с.

106. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче, М.:Госэнергоиздат,1958. — 308с.

107. Абосделл Алажале Мох. Мосбах Разработка высокоресурсных плазменных теплозащитных покрытий на основе оксида циркония для камер сгорания \ Автореферат диссертации на соискание научной степени кандидата технических наук. Казань. 2007. 24 с.