Modeling oxidation and plasticity induced damage in thermal barrier coatings (TBCS)

Kaplama sistemlerinde yer alan çoklu fizik olaylarının hesaplamalı analizi ve simülasyonu hala zor bir iştir. Özellikle, ısıl bariyer kaplama (TBC) sistemleri olarak bilinen yüksek sıcaklıklara karşı temel malzemeler için bir koruma sistemi olarak kullanılan seramik kaplamalar için, birleştirilmiş doğrusal olmayan fenomenleri ifade edebilen sürekli seviye modellerin yapım büyük ilgi çekmiştir. Termal stresler, oksidasyon, sünme ve diğer birçok mekanizma ve olaylar, TBC'lerin davranışlarını modelleme ve simüle etmeyi daha da zorlaştırır ve önde gelen modellerin geliştirilmesi ihtiyacını ortaya koyar. Bu çalışmada, oksidasyonun ve bağ kaplamalarının içinde termal olarak büyümüş oksit (TGO) simülasyonuna olanak veren yeni bir sayısal model sunulmuştur. Faz alan teorisi büyük gerinim formulasyonu için sonlu elemanlar yöntemi ile ABAQUS yazılımında kullanıcı eleman altprogramı (UEL) kullanılarak uygulanmi ¸stır. Sonuçlar literatürdeki TGO için mevcut deneysel veriler ile kar¸sıla¸stırılmı¸stır. Plastisite kaynaklı kırılma göz önüne alınarak hasarın ba¸slatılması ve geli¸smesi de modellenmi¸stir. Sonuçlar ayrıca, izotermal ko¸sullarda hasar ve gerilim geli¸simi için mevcut deneysel veriler ile kar¸sıla¸stırıldı.