Farklı Ortam Koşullarının Termal Bariyer Kaplama Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi


Creative Commons License

Şami S., Birol B.

7. Uluslararası Mühendislik ve Teknoloji Yönetimi Kongresi, İstanbul, Turkey, 16 - 18 April 2022, pp.183-191

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: İstanbul
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.183-191

Abstract

Termal bariyer kaplamalar (TBK) gaz türbin motorlarının metalik bileşenlerini termal etkilerden ve sıcak-korozif gaz akışına karşı koruyan çok katmanlı malzeme sistemidir. Termal Bariyer Kaplama, itici güç üretimi sağlayan gaz türbin motorlarında yanma odası, yönlendirici ve türbin kanadı gibi bölümlerin metalik yüzeylerine daha yüksek çalışma sıcaklıkları sağlaması için kullanılır. Termal bariyer kaplama malzemelerinin seçilme gereksinimleri; yüksek ergime noktası, faz stabilitesi, düşük termal iletkenlik, termal genleşme uyumu ve yüksek yapışma yeteneğidir. Bu çalışmada, metal esaslı altlık üzerine nadir toprak elementleri (NTE) olan gadolinyum ve iterbiyum içeren lantan zirkonya ile beraber yitriya stabilize zirkonya ve lantan zirkonya ile beraber yitriya stabilize zirkonya ve sadece yitriya stabilize zirkonya olmak üzere dört farklı kaplama kullanılmıştır. Kaplamalar yüksek hızlı oksijen yakıt ile NiCoCrAlY bağ katmanı ve Atmosferik Plazma Spreyleme yöntemi ile üst kaplama uygulanmıştır. Üretilen kaplamalar etkileri yansıtması amacı ile 1000 °C’de 1 saat fırında 5 dakika kompresör ile hava uygulanarak termal çevrim ile sıcak korozyon testine tabi tutulmuştur. Bu çevrim 100 saate kadar devam etmiştir. Bu teste tabi tutulan çok katmanlı numuneler öncesinde ve sonrasında oluşan hasarları SEM,  ve XRD analizleri ile tespit edilmiştir. Yapılan 100 termal çevrim sonrası SEM  XRD analizleri incelenmesi sonucu ZrO2 faz stabilitesini korumuş ve yapısında herhangi bir faz dönüşümü gerçekleşmemiştir. Lantanlı bileşikliklerde LGZ’de daha fazla çatlak oluşumu görülürken LYZ kaplamalı malzemede daha az çatlak görülmüştür.