Cel
The aim of this proje ct is the manufacturing of plasma sprayed Thermal Barrier Coatings on aluminium alloy components such as pistons and cylinder heads to be tested in a turbocharged diesel engine. The new aspect is that the coatings are manufactured inside an argon filled chamber where two or four special nozzles, situated on both sides of the torch, deliver, when required, a definite amount of liquid argon droplet fog on top of individual ceramic layers being deposited in order to master coatings deposition temperature.
In the laboratory, practically stress free thermal barrier ceramic coatings (TBC) up to 3 mm thick were obtained. These had a very homogeneous microstructure which was segmentedinside the individual lamellae. The coating was truly strain tolerant, showing outstanding resistance to thermal cycling. This can be explained by the correlation between deposition temperature and microstructure.
It was further discovered by computer simulations that TBC increases piston surface temperatures and decreases the temperature of inner parts. Increasing the thickness by more than 2 mm does not result in higher insulating capacities.
A new cooling system was investigated for the manufacture of TBCs on aluminium alloys, called atmosphere temperature control (ATC). This procedure maintains a low and constant coating temperature while spraying TBCs. The plasma torch, operating in an argon-filled chamber, is equipped with nozzles delivering a defined amount of argon droplets on top of individual ceramic layers being sprayed. Liquid argon can also be replaced by liquid carbon dioxide.
The work was structured in four parts:
set up of optimized cooling conditions and plasma spray parameters, according to an iterative optimization procedure;
laboratory characterization of coated samples, including measurement of residual stresses, thermal shock tests, adhesion tests, and metallographic investigations on cross sections;
computer simulation of the thermal field of a piston;
manufacturing of TBCs on the combustion chamber of components of a turbocharged diesel engine under optimized plasma spray and cooling conditions.
Engine bench tests showed that the ceramic coating will become damaged after severe stop/go cycles producing thermal shock. No temperature or time details were submitted.
In cylinder heads, a comparatively thin layer of TBC prevents any fire damage. The selected system consists of an aluminium-silicon (35%) bonding layer and a zirconia-yttria ceramic top coat .
THE INNOVATIVE IDEAS IN THIS PROJECT CONCERN:
- PLASMA SPRAY TECHNOLOGY
- CHEMISTRY OF BONDING LAYERS
- SPECIAL TREATMENTS AGAINST HOT CORROSION.
CONCERNING PLASMA TECHNOLOGY THE NEW ASPECT IS THAT THE COATINGS WILL BE MANUFACTURED IN A PURPOSELY DEVISED CHAMBER OPERATING UNDER CONTROLLED TEMPERATURE AND ATMOSPHERE CONDITIONS. INDIVIDUAL CERAMIC LAYERS WILL BE COOLED DURING THEIR DEPOSITION BY MEANS OF A PATENTED CRYOGENIC SYSTEM IN ORDER TO AVOID THERMAL GRADIENT STRESSES AND THIS WILL MAKE IT IMPOSSIBLE TO GROW THICK COATINGS.
CONCERNING BONDING LAYERS, THEIR CHEMISTRY WILL BE MODIFIED TO MATCH DIFFERENCES IN THERMAL EXPANSION COEFFICIENTS.
POST-TREATMENTS WILL ALSO BE INVESTIGATED IN AN EFFORT TO IMPROVE HOT CORROSION RESISTANCE WITHOUT IMPAIRING THERMAL BARRIER PROPERTIES.
THE NEW COATINGS ARE TO BE PRIMARLY USED FOR PISTONS AND CYLINDER HEADS THUS CONTRIBUTING TO THE THERMAL INSULATION OF AN AUTOMATIVE HIGH SPEED TURBO-CHARGED DIESEL ENGINE WITH WELL KNOWN BENEFITS SUCH AS HIGHER THERMAL YIELDS AND THE POSSIBILITY OF AVOIDING THE COOLING SYSTEM.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Więcej informacji: Europejski Słownik Naukowy.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Więcej informacji: Europejski Słownik Naukowy.
- nauki przyrodnicze nauki chemiczne chemia nieorganiczna gazy szlachetne
- inżynieria i technologia przemysł maszynowy inżynieria termodynamiczna
- nauki przyrodnicze nauki chemiczne chemia nieorganiczna metale nieszlachetne
- inżynieria i technologia inżynieria materiałowa powłoki
- nauki przyrodnicze matematyka matematyka stosowana model matematyczny
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Program(-y)
Wieloletnie programy finansowania, które określają priorytety Unii Europejskiej w obszarach badań naukowych i innowacji.
Wieloletnie programy finansowania, które określają priorytety Unii Europejskiej w obszarach badań naukowych i innowacji.
Temat(-y)
Zaproszenia do składania wniosków dzielą się na tematy. Każdy temat określa wybrany obszar lub wybrane zagadnienie, których powinny dotyczyć wnioski składane przez wnioskodawców. Opis tematu obejmuje jego szczegółowy zakres i oczekiwane oddziaływanie finansowanego projektu.
Brak dostępnych danych
Zaproszenia do składania wniosków dzielą się na tematy. Każdy temat określa wybrany obszar lub wybrane zagadnienie, których powinny dotyczyć wnioski składane przez wnioskodawców. Opis tematu obejmuje jego szczegółowy zakres i oczekiwane oddziaływanie finansowanego projektu.
Zaproszenie do składania wniosków
Procedura zapraszania wnioskodawców do składania wniosków projektowych w celu uzyskania finansowania ze środków Unii Europejskiej.
Brak dostępnych danych
Procedura zapraszania wnioskodawców do składania wniosków projektowych w celu uzyskania finansowania ze środków Unii Europejskiej.
System finansowania
Program finansowania (lub „rodzaj działania”) realizowany w ramach programu o wspólnych cechach. Określa zakres finansowania, stawkę zwrotu kosztów, szczegółowe kryteria oceny kwalifikowalności kosztów w celu ich finansowania oraz stosowanie uproszczonych form rozliczania kosztów, takich jak rozliczanie ryczałtowe.
Program finansowania (lub „rodzaj działania”) realizowany w ramach programu o wspólnych cechach. Określa zakres finansowania, stawkę zwrotu kosztów, szczegółowe kryteria oceny kwalifikowalności kosztów w celu ich finansowania oraz stosowanie uproszczonych form rozliczania kosztów, takich jak rozliczanie ryczałtowe.
Koordynator
00129 Roma
Włochy
Ogół kosztów poniesionych przez organizację w związku z uczestnictwem w projekcie. Obejmuje koszty bezpośrednie i pośrednie. Kwota stanowi część całkowitego budżetu projektu.