Mo-si-b Esaslı İntermetalik Plasma Sprey Kaplama Malzemesinin Yapı Ve Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, açık atmosfer şartlarında ve düşük basınç altında koruyucu atmosfer ortamında plasma sprey kaplama yöntemiyle yüksek yoğunluğa sahip hacimsel kaplamaların elde edilmesi amacıyla, toz Mo-Si-B esaslı malzeme kullanılmıştır. Bir taraftan porozite ve oksijen empüritelerini, diğer taraftan buharlaşan metal kayıplarını minimize etmek amacıyla kaplama koşulları incelenmiştir. Lamelar kaplama mikroyapısı öncelikle MoB ve Mo5Si3Bx (T1)’i , az miktarda MoSi2’i içeren mikron-altı tanelerden oluşmakta ve tane sınırlarında ise camsı bir faz yer almaktadır. Kaplama sonrası basınçsız sinterleme, lameller arası sınırların kaybolmasıyla karakterisitik tabakalı sprey kaplama yapısını değiştirmektedir. Kaplama numunelerinden elde edilen sertlik, mukavemet ve kırılma tokluğu değerleri lokal anizotropinin makroskopik özelliklere etkisinin az olduğunu göstermiştir. Partiküllerin arasında yeralan amorf fazlar sıcaklığa bağımlı mekanik davranışların ana nedeni olarak belirlenmiştir. Kaplama numuneleriyle gerçekleştirilen deneylerde oksidasyon kinetiği 1000°C’nin altında lineer, 1000°C’nin üzerinde ise parabolik bir davranış sergilemiştir. Oksidasyon direncindeki artışa neden olarak, koruyucu bir dış tabaka oluşturmak üzere akışkan Borosilikat cam teşekkülü ifade edilmiştir.

In this study, applying open and low pressure inert atmosphere conditions to produce high density bulk coatings with plasma spray coating technique, a Mo-Si-B based powder used. In order to minimize porosity and oxygen level in one hand and to decrease evaporative loss of metal constituents on the other, coating conditions studied. Although, splat boundaries contain a glassy phase, laminar coating microstructure is composed of submicron size particles of primarily MoB and Mo5Si3Bx (T1) and some MoSi2. Characteristic laminar spray microstructure altered with removed splat boundaries, applying subsequent pressureless sintering after coating operation. Hardness, strength and fracture toughness measurements taken from as-coated bulk specimens showed that local anisotropy has little effect on macroscopic properties. Amorphous phases at splat boundaries were determined for the main reason of temperature dependent mechanical behavior. Experiments regarding oxidation exhibited linear oxidation kinetics below 1000°C and proposed that parabolic oxidation kinetics was operative above 1000°C. It is proposed that smooth glassy borosilicate formation to give a protective outer layer, was the main reason of the increase in oxidation resistance.