Gaz Türbinleri İçin Yenilikçi Kaplama Teknolojileri Kullanılarak Yeni Tip Termal Bariyer Kaplama (TBC) Malzemelerinin Geliştirilmesi, İzotermal Oksidasyon Ve Hasar Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Bu proje ile, son dönemde geliştirilen, yenilikçi bir proses olan CGDS tekniğinin metalik bağ kaplamaların üretilmesinde kullanılacak olması ve sonrasında seramik üst kaplamaların üretilmesinde EB-PVD tekniği ile birlikte kullanılarak, yeni tip TBC sistemlerinin elde edilecek olması amaçlanmıştır. CGDS tekniği kullanılarak üretilen yenilikçi TBC sistemleriyle, karşılaştırılabilir sonuçların elde edilebilmesi amacıyla HVOF tekniği kullanılarak geleneksel TBC sistemleri elde edilmiş ve çalışma koşulları altında izotermal oksidasyon ve termal çevrim testleri gerçekleştirilmiştir. Proje konusu çalışmada malzeme geliştirmedeki özgün nokta ise, TBC’lerde geleneksel olarak kullanımda bulunan YSZ seramik üst kaplamaya alternatif ve üstün özelliklere sahip gadolinyum zirkonat (Gd2Zr2O7) ve lantanyum zirkonat (La2ZrO7) gibi yeni üst kaplama malzemelerinin tek başına ve YSZ kaplamalarla birlikte kombinasyonlarının çift tabaka olarak uygulanmış olmasıdır. Üretilen yeni tip TBC sistemleri geleneksel kullanımdaki YSZ kaplamaya sahip TBC’lerle, gerek izotermal oksidasyon özelliklerinin belirlenmesi açısından gerekse servis koşullarına uygun olarak termal çevrim (hasar) özelliklerinin belirlenmesi açısından karşılaştırılmıştır. TBC’lerin üretilmesinde yeni ve son gelişmekte olan proseslerin ve yeni malzeme kombinasyonlarının kullanılması sonucunda gaz türbin motor bileşenlerinde kullanılan TBC’lerin, izotermal oksidasyon ve çevrim koşulları altında TGO oluşum ve büyüme davranışlarının belirlenmiş, dayanım ve performans özelliklerinin incelenmiştir. Araştırma projesi kapsamında ulusal ve ulusararası literatüre birçok özgün nitelikte çalışmanın kazandırılması sağlanmıştır. Proje çalışması kapsamında testler sonrasında, TBC’lerin yüksek sıcaklık test koşulları altındaki mikro yapı ve mekanik özellikleri ile hasar oluşum mekanizmaları karakterizasyon teknikleri kullanılarak ayrıntılı olarak incelenerek açıklığa kavuşturulmuştur.