Çevresel bariyer kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Silisyum esaslı seramikler yeni nesil gaz türbinlerinin yüksek sıcaklık yapısal elamanlarında kullanılmaya en önde aday gösterilen malzemelerdir. Bu tür seramikler su buharı altında koruyucu silika tabakasının buharlaşarak altlıktan uzaklaşması ve seramik malzemenin çabuk bozulmaktadır. Bu nedenle silisyum esaslı seramiklerin gaz türbinlerinde kullanılmasının gerçekleştirilmesi su buharı etkisinden korumaya yönelik kaplamaların gelişimine bağlıdır. Daha önceki kaplama araştırmalarından edilen tecrübe daha karmaşık yapılı çevresel bariyer kaplama malzemeleri geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.Bu çalışmada silisyum esaslı seramik malzemeler için uygun kaplama olan mullit ve zirkon kaplamalar üretilmiştir. Kaplamalarda altlık olarak paslanmaz çelik, C/C kompozit ve C/C+SiC kompozit malzeme kullanılmıştır. Kaplamaların mikroyapı incelemeleri optik ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Kaplamalara termal şok ve su buharı dayanım testleri uygulanmıştır. Bu testler sonucunda çevrim sayısı ve test süresi artıkça çatlak yoğunluğunun arttığı gözlenmiştir.

Si based ceramic materials come into prominence as a candidate materials using in new generation gas turbines as a liner materials because of their high temperature properties. One of the disadvantages of using Si based ceramic materials is vaporization of protective SiO2 under water vapour containing atmosphere at high temperatures. At this stand point protecting of Si based ceramic materials from water vapour at high temperature is related for using these type materials in gas turbines. Currently plasma sprayed environmental barrier coatings are promising approach to use this kind of materials. Knowledge of other coating system such as thermal barrier coatings has big effect to development of environmental barrier coatingsIn this study, zircon sand and mullite coatings that is suitable for silicon based ceramic materials were deposited onto stainless steel, C/C composite and C/C+SiC composite materials. Optical, Scanning Electron Microscopy (SEM) studies were carried out. Thermal shock and water vapour tests were also performed. The study shows that crack concentrations were increased with increasing of cycling number and test durations