en fr Oxidation mechanism study during the high temperature oxidation 1100°C of FeCrAl alloys. Effect of sol-gel coatings containing Lanthanum, Cerium or Yttrium. Influence of argon annealing on the surface applied coating EtudeReport as inadecuate




en fr Oxidation mechanism study during the high temperature oxidation 1100°C of FeCrAl alloys. Effect of sol-gel coatings containing Lanthanum, Cerium or Yttrium. Influence of argon annealing on the surface applied coating Etude - Download this document for free, or read online. Document in PDF available to download.

1 LVEEM - Laboratoire Vellave sur l-Elaboration et l-Etude des Matériaux

Abstract : This work deals with the effect of reactive elements on the high temperature 1373K oxidation of a model FeCrAl alloy. The originality of the approach lied in using sol gel coatings containing Lanthanum, Cerium, or Yttrium. After coating the specimens were annealed under Argon at 600, 800 or 1000°C. The cyclic-oxidation tests show that the lanthanum coating annealed at 1000°C and cerium coating annealed at 600 °C improve the scale adherence. The yttrium sol-gel coating does not have a beneficial effect at high temperature even after annealing. The thermogravimetric analysis TGA indicates that the argon annealing always leads to mass gain increases. This is due to an increase in the anion diffusion at the initial oxidation stage. The use of in situ X-ray Diffraction allowed us to follow the growth of the oxides by identifying the phases formed on the alloy surface. After annealing or exposure at 1100°C, lanthanum can form mixed oxides with aluminum: LaAlO3 and LaAl11O18, the cerium does not form any mixed oxide with the alloying elements. Yttrium is the element which has the highest affinity with alumina. During annealing or exposures at 1100°C, it can form mixed oxides with aluminum: YAlO3 and Y3Al5O12. The micro-observations show that the alumina scale developed on the lanthanum, cerium and yttrium sol-gel coated alloys are generally highly convoluted. This morphology can be the result of the formation of new oxides in the existing scale due to an anion and action mixed diffusion process. This study shows that the reactive elements: lanthanum, cerium and yttrium are always located in the external interface of the oxide scale.

Résumé : Ce travail s-inscrit dans un cadre de recherches qui a pour objectif essentiel l-étude de l-effet des éléments réactifs sur l-oxydation à haute température 1373 K d-alliages alumino-formaurs de type FeCrAl. Un alliage modèle, ne contenant pas d-éléments mineurs d-addition, a été utilisé pour cette étude. L-originalité de cette étude réside dans l-utilisation de la technique de revêtement sol-gel contenant le lanthane, le cérium ou l-yttrium. Les échantillons revêtus de sol-gel ont été recuits sous argon aux températures de 600, 800 et 1000°C. Les tests de cyclage thermiques montrent que les dépôts sol-gel de lanthane recuits à 1000°C et de cérium recuits à 600°C apportent une protection efficace à l-alliage. Le dépôt sol-gel d-yttrium n-a pas d-effet bénéfique sur le comportement à haute température même après recuit sous argon. L-analyse par la thermogravimétrie ATG montre que les recuits sous argon provoquent les prises de masse les plus importantes. Ceci est dû à l-augmentation de la diffusion anionique au stade initial de l-oxydation. L-utilisation de la DRX in situ nous permet de suivre l-évolution des réactions d-oxydation en identifiant les phases formées sur la surface des alliages. Après recuit ou exposition à 1100°C, le lanthane peut former des oxydes mixtes avec l-aluminium : LaAlO3 et LaAl11O18, le cérium ne forme aucun oxyde mixte avec les éléments d-alliages. L-yttrium est l-élément qui a l-affinité avec l-alumine la plus élevée. Pendant les recuits ou expositions à 1100°C, il peut former des oxydes mixtes avec l-aluminium : YAlO3 et Y3Al5O12. Les micro-observations montrent que la couche d-alumine développée sur l-alliage recouvert des dépôts sol-gel est généralement convolutée. Cette morphologie est le résultat de la formation des nouveaux oxydes dans la couche existante dû à un processus de diffusion mixte. Cette étude montre que les éléments réactifs lanthane, cérium et yttrium se localisent toujours à l-interface externe de la couche d-oxyde.

en fr

Keywords : FeCrAl alumina-forming high temperature oxidation reactive element Lanthanum sol gel in-situ X-ray diffraction.

Mots-clés : Anions Aluminium Alumine Thermogravimétrie Sol-gel Procédé Oxydation Lanthane Cérium Yttrium Argon





Author: Cong Tung Nguyen -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



DOWNLOAD PDF




Related documents