Farklı ortam koşullarının termal bariyer kaplama özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of different ambient conditions on thermal barrier coating properties
Yazar: SİNEM ŞAMİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK BİROL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Korozyon = Corrosion ; Lantan = Lanthanum ; Termal bariyer kaplama = Thermal barrier coating ; Termodinamik çevrim = Thermodynamic cycle

Özet:
Termal bariyer kaplama (TBK) sistemi, yüksek çalışma sıcaklığı altında türbin kanatlarını termal gerilmeler, oksidasyon ve korozyondan kaynaklanan hasarları önlemek, daha yüksek sıcaklıklar altında çalışmasını sağlayarak türbin verimliliğini arttırmak için kullanılmaktadır. Gaz türbin motorları, havacılık, savunma, uydular ve enerji üretimi gibi alanlarda önemli bir rolü bulunmaktadır. Termal bariyer kaplama malzemelerinde istenen özellikler; yüksek sıcaklık altında faz kararlılığı, korozyon ve oksidasyon dayanımı, düşük termal iletkenlik ve altlık malzemeye iyi yapışma direnci beklenmektedir.
Bu çalışmada, metal altlık üzerine yüksek hızlı oksi yakıt püskürtme yöntemi ile metalik bağ katmanı, üzerine atmosferik plazma spreyleme yöntemi ile seramik tek katmanlı numuneler ile en üst tabakaya LZ (LaZr2O7) esaslı seramik üst katmanlar kaplanmıştır. Yb, Gd gibi nadir toprak elementlerinin katkısı ile malzemede oluşan hasarları ne kadar geciktirdiğini ve korozyon dayanımını incelemek için lantan esaslı seramik üst kaplamalar üzerine araştırma yapılmıştır. Hazırlanmış olan setler her çevrim 1saat fırında 5dk hava ile soğutularak 1000 C'de 100 saat termal çevrim olacak şekilde CMAS ilaveli ve ilavesiz uygulanmıştır. Sıcak korozyon testine tabi olan numuneler ise CMAS tozu ve
%45 Na2SO4 ve %55 V2O5 tozlarının karışımı ile sadece %45 Na2SO4 ve %55 V2O5 tozları ilave edilmiş numunelere 1000 C'de 3 saat ısıl işlem uygulanmıştır.  SEM-EDS
 
ve XRD analizleri sonucu LYZ-YSZ termal bariyer kaplama YSZ'e en yakın olduğu ortaya konulmuştur

Abstract:
Thermal barrier coating (TBC) system is used to prevent turbine blades from damage caused by thermal stresses, oxidation and corrosion under high operating temperatures, and to increase turbine efficiency by enabling them to operate under higher temperatures. Gas turbine engines play an important role in areas such as aerospace, defense, satellites and power generation. Desired properties in thermal barrier coating materials; Phase stability under high temperature, corrosion and oxidation resistance, low thermal conductivity and good adhesion to the substrate are expected.
In this study, it was investigated on lanthanum-based ceramic topcoats to examine how long it delays the damage to the material with the contribution of rare earth elements and to examine its corrosion resistance. YSZ, CYSZ (seryum-itriya stabilize zirkonya) and LYZ (La1.4Yb0.6Zr2O7), GZ (Gd2Zr2O7), LZ (LaZr2O7) doped YSZ thermal barrier coatings were preferred on 321 stainless steel. CoNiCrAlY powders containing commonly used MCrAlY were applied in the binder layer, which is one of the thermal barrier layers. The metallic bond layer is produced by the HVOF (high speed oxyfuel) process. APS method, which is one of the thermal spray coating methods with an average thickness of 300-400 µm with ceramic-based powders, was used. As a result of SEM-
 
EDS and XRD analyzes, it was revealed that LYZ-YSZ thermal barrier coating is closest to YSZ