MCrAlY İçerikli Bağ Kaplamaya Sahip Termal Bariyer Kaplamaların (TBCs) Mikroyapısal Özelliklerinin ve İzotermal Oksidasyon Davranışının İncelenmesi

Termal bariyer kaplamalar (TBCs), havacılık ve endüstriyel gaz türbin motorlarının sabit ve hareketli parçalarını çevresel olumsuz etkilerden korumak amacıyla kullanılan yüksek sıcaklıkta çalışan koruyucu kaplamalardır. TBC sisteminde, servis süresince oluşabilecek oksidasyon ve korozyon gibi ana hasar oluşum mekanizmalarına karşı koruma sağlaması amacıyla kullanılan altlık malzeme, metalik bağ ve seramik üst kaplama malzemeleri kullanım koşulları altında TBC sisteminin ömrünü belirleyen ana unsurlardır. Bu çalışmada, NiCrAlY içerikli metalik bağ kaplama ve yitriya ile stabilize edilmiş zirkonya (YSZ) içeriğine sahip kaplamalar atmosferik plazma sprey (APS) kaplama yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen TBC sistemi 1150 °C sıcaklık ve 5, 25 ve 50 saatlik zaman süreçlerinde izotermal oksidasyon testlerine maruz bırakılmıştır. Mikroyapısal değişimlerin belirlenebilmesi amacıyla yüksek sıcaklık fırın testleri öncesi ve sonrasında taramalı elektron mikroskopu (SEM) analizi gerçekleştirilmiştir. Metalik bağ ve seramik üst kaplama arayüzey yapısında oluşan oksit yapılarının karakteristik özellikleri yüksek sıcaklık sürecinde zamana bağlı değişimleri ayrıntılı olarak incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Oksidasyon sürecine bağlı olarak metalik bağ ve seramik üst kaplama arayüzeyinde ısıl olarak büyüyen oksit tabakası (TGO) yapısının oluşum gösterdiği ve artan oksidasyon sürecine bağlı olan bu tabakanın parabolik olarak büyüme gösterdiği görülmüştür. TGO tabakasının içeriğinin ve büyüme davranışının yüzeyden arayüzeye difüze olan oksijen dışında bağ kaplamada yer alan alaşım elementlerine bağlı değişim gösterdiği tespit edilmiştir.