Nb ve V eklenmiş CrYN esaslı fonksiyonel kaplamaların geliştirilmesi: Yapısal ve yüksek sıcaklığın fonksiyonu olarak tribolojik özelliklerin araştırılması
Development of Nb and V added CrYN based functional coatings: Investigation of structural and tribological properties as a function of high temperature
Yazar: GÖKHAN GÜLTEN
Danışman: PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Enerji ve uçak-uzay endüstrisindeki gaz/buhar türbinlerinin yapısal bileşenlerinin zorlu 
çalışma (yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve oksidasyon/korozyon vb. çevresel koşullar ) 
şartlarına karşı korunmasında kullanılan termal bariyer kaplamaların önemi gün geçtikçe 
artmaktadır. Azalan yenilenemez enerji kaynakları, enerjiye duyulan ihtiyacın sürekli artışı, 
sistemsel kaybın en alt seviyede tutulma talebi (buhar türbinlerinde ultra süper kritik şartlarda 
çalışma durumu vb.), artan uzay çalışmaları sonucu uzay araçlarından beklenen agresif /zor 
şartlara uyum, uçak-jet motorlarından istenen/beklenen yüksek verim ve servis ömrü termal 
bariyer kaplamalara olan ihtiyacı sürekli olarak arttırmaktadır. Bu nedenlerle, bariyer 
kaplamalar çevresel ve sosyo-ekonomik açıdan hayati önem taşır. Bileşenlerin ömrünün 
uzatılmasına yardımcı olur, maliyetleri düşürür ve bileşenin güvenli çalışmasını sağlar. 
Mevcut bariyer kaplamalar (YSZ'ler, Müllitler, Alüminalar, CYSZ'ler, Gadolinyum 
Zirkonatlar vb.) yüksek sıcaklık ve yüksek basınç şartlarında endüstrinin ihtiyaçlarını istenen 
düzeyde karşılayamamaktadır. Kaplamalarda delaminasyon ve hasarlar meydana gelmektedir. 
Bu kapsamda TBK'lara alternatif CrYN esaslı ince kaplamalar geliştirilerek; oksidasyona, 
korozyona, termal şoka görece dayanıklı, daha üstün mekanik, tribolojik, yapısal özelliklere 
sahip kaplamalar üretilecek ve yakıt pillerinin katot/anot yüzeylerinin TBK özelliğindeki bu 
kaplama ile kaplanması önerisi/önerileri sunularak endüstrinin ihtiyacını/ihtiyaçlarını 
karşılamak hedeflenecektir.

Abstract:
The importance of thermal barrier coatings, which are used in the protection of the structural components of gas/steam turbines in the energy and aerospace industries, against harsh operating conditions (high temperature, high pressure and environmental conditions such as oxidation/corrosion etc.) is increasing day by day. Decreased non-renewable energy resources, the continuous increase in the need for energy, the demand to keep the systemic loss at a minimum (operation in ultra-super-critical conditions in steam turbines, etc.), the aggressive / difficult conditions expected from spacecraft as a result of increasing space studies, the desired / desired / desired from aircraft-jet engines. The expected high efficiency and service life are constantly increasing the need for thermal barrier coatings. For these reasons, barrier coatings are of vital environmental and socio-economic importance. It helps extend the life of components, reduces costs and ensures safe operation of the component. Available barrier coatings (YSZs, Mullites, Aluminas, CYSZs, Gadolinium
Zirconates etc.) cannot meet the needs of the industry at the desired level under high temperature and high pressure conditions. Delamination and damage occur on the coatings. In this context, by developing alternative CrYN-based thin coatings to TBKs; Coatings that are relatively resistant to oxidation, corrosion, and thermal shock and have superior mechanical, tribological and structural properties will be produced, and it will be aimed to meet the needs/needs of the industry by presenting the suggestion(s) to coat the cathode/anode surfaces of fuel cells with this TBC coating.