FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "alümina" ile FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeÇok Katmanlı Cysz / Al2o3 Ve Cysz / Al2o3+ysz Termal Bariyer Kaplamaların Üretimi Ve Isıl-mekanik özelliklerinin Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-25) Dokur, Mehmet Mümtaz ; Göller, Gültekin ; 10064761 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringTermal bariyer kaplamalar, uçak ve endüstriyel motorların yüksek sıcaklık ortamlarında kullanılmaktadır. Bu kaplamalar gün geçtikçe kullanım oranı artan ileri düzey bir malzeme sistemidir. Özellikle temel bileşenlerin yüzey sıcaklığını düşürerek motorların kararlığını arttırma yeteneğine sahip olan bu sistem, gaz türbinlerinin parçalarında kullanılmaktadır. Süper alaşımlı bileşenlerden oluşan parçalar, ergime sıcaklıklarının üzerindeki sıcaklıklara maruz kaldıklarından termal bariyer kaplama kullanımı, gaz türbinlerinin verim ve performansında önemli artış sağlamaktadır. Bu teknoloji, motorların itme verimliliğini arttırması nedeniyle en önemli ve etkili gelişmelerden biri olarak kabul edilmektedir. Termal bariyer kaplamalarda, katkılı ya da stabilize edilmiş tek katmanlı, fonksiyonel derecelendirilmiş ve çok katmanlı seramik üst kaplamalar kullanılmaktadır. Termal iletkenliği düşürmek ve oksidasyon korumasını geliştirmek için çok tabakalı kaplamalar kullanılır. Bu tip kaplamadaki prensip farklı özelliklere sahip iki malzeme ile iki ya da daha fazla tabakanın oluşturulmasıdır. Tek bir malzemenin termal bariyer kaplamalar için tüm ihtiyaçları karşılamasının mümkün olmaması nedeniyle, çok tabaka kavramı geliştirilmiş ve bu sistemlerin termal bariyer kaplamaların termal şok ömrünü iyileştirdiği yapılan çalışmalarda ifade edilmiştir. Bu amaçla CYSZ (seryum-itriya stabilize zirkonya), Al2O3 ve YSZ (itriya stabilize zirkonya) tozları kullanılarak 4, 8 ve 12 katmanlı CYSZ / Al2O3 ve CYSZ / Al2O3+YSZ çok katmanlı termal bariyer kaplamalar üretilmiştir. Bunun için paslanmaz çelik altlık malzemesi üzerine HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) prosesi ile bağlanma katmanı (NiCoCrAlY) kaplanmıştır. Seramik üst katmanların üretilmesi için APS (Atmospheric Plasma Spraying) prosesi kullanılmıştır. Üretilen numunelere mikroyapı karakterizasyonu, ısıl iletkenlik testi, ısıl çevrim dayanımı testi ve yapışma mukavemeti testi yapılmıştır. CYSZ / Al2O3 ve CYSZ / Al2O3+YSZ çok tabakalı termal bariyer kaplamalarda mikroyapı karakterizasyonu ile metalik bağlanma katmanının ve seramik üst katmanın kalınlık değerleri belirlenmiştir. Metalik bağlanma katmanı için kalınlık değeri 100 ±10 µm ve seramik üst katmanlar için ise toplam kalınlık 400 ±20 µm olarak ölçülmüştür. Ayrıca üretim ve ısıl çevrim testi sonrasında katmanların birbirine ve altlık malzemeye olan yapışması incelenmiştir. CYSZ / Al2O3 çok tabakalı termal bariyer kaplamada tabaka sayısının artmasıyla ısıl iletkenlik değeri 1,07’den 1,50 W/mK’ne arttığı belirlenmiştir. CYSZ / Al2O3+YSZ kaplamalarında ise tabaka sayısındaki değişimin ısıl iletkenlik değerinde herhangi bir değişime sebep olmadığı ve değerin yaklaşık 1,00 W/mK civarında olduğu gözlenmiştir. Isıl çevrim testleri (60 saniye ısıtma ve 60 saniye soğutma) bu amaçla geliştirilmiş CO2 lazer sisteminde yapılmıştır. 500 çevrimlik testler uygulanmıştır. Birinci tip CYSZ / Al2O3 ve ikinci tip CYSZ / Al2O3+YSZ termal bariyer kaplamaların ısıl çevrim dayanımı sonuçları incelendiğinde her iki tip kaplama için geçerli olmak üzere 500 çevrimlik ısıl testler sonucunda makro düzeyde çatlama ya da dökülme olmamıştır. Ancak mikro düzeydeki incelemelerde birinci tip kaplamada belirgin ayrılmalar görülmektedir. İkinci tip kaplamada ise 500 çevrim sonunda çatlama ya da ayrılma olmamıştır. Ayrıca seramik üst katman ile bağlanma katmanı arayüzeyinde Al2O3 fazında olan ısıl etkiyle büyüyen oksit (TGO) katmanı oluşmuştur. Yapışma mukavemeti testi ASTM C633 standardına göre yapılmıştır. CYSZ / Al2O3 ve CYSZ / Al2O3+YSZ termal bariyer kaplamalarında katman sayısının artışıyla (her bir katman kalınlığının azalması) yapışma mukavemeti değerlerinde artış görülmüştür. Yapışma mukavemeti değeri birinci tip kaplamada 5,4 ±0,5 MPa’dan 10,1 ±0,7 MPa’a, ikinci tip kaplamada ise 8,7 ±0,1 MPa’dan 11,5 ±1,7 MPa’a yükselmiştir. Yapışma mukavemeti en yüksek ve ısıl çevrim dayanımı en iyi olan CAY12 kodlu CYSZ / Al2O3+YSZ termal bariyer kaplamasından iki numuneye 300 ve 500 çevrim olmak üzere ısıl çevrim testi uygulanmıştır. 300 çevrimlik test sonrası CAY12 kodlu numunenin yapışma mukavemeti 10,2 MPa ve 500 çevrimlik test sonrası ise 7,8 MPa bulunmuştur.