Akademik Veri Yönetim Sistemi
e-Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik), cilt.12, ss.57-64, 2015 (Hakemli Dergi)
Termal bariyer kaplamalar (TBK), enerji ve uçak uzay sanayisine ait gaz türbinlerinde yapısal bileşenlerin yüksek sıcaklığa karşı korunmasında çok geniş uygulama alanına sahiptir. Bununla birlikte, güç üretici motorların yüksek verimliliğe sahip olması operasyon sıcaklığının artması olarak düşünülebilir. Termal bariyer kaplama kavramı; soğutulan metalik malzeme ile sıcak gaz katmanı arasına, iş parçasına ısı transferini engelleyecek \ yavaşlatacak termal yalıtım yeteneği yüksek malzeme katmanını içermektedir. Günümüzde geliştirmiş en iyi ve yaygın Termal Bariyer Kaplama örneği %8 İtriyum ile stabilize edilmiş zirkonyum (YSZ) dur. TBK, seramik bir kaplama olup, oda sıcaklığından 1200 °C’ye kadar kullanılabilir, düşük termal iletkenliğe, yüksek termal şok dayanımına sahiptir. Zirkonya oda sıcaklığından 1170 °C’ye kadar monoklinik kristal yapıdadır ve artan sıcaklıklarda tetragonal (1170 - 2370°C) yapıdan kübik kristal yapıya (>2700°C ) allotropik dönüşümler gösterir. Bu dönüşümler % 3-5’lik hacim değişimini de beraberinde getirdiğinden kaplamaların bütünlüğü ve servis ömrü kısalır.
Kullanımda olan mevcut kaplama malzemeleri yerine termal, mekanik ve kimyasal özellikleri daha üstün malzemeler; türbinlerin daha güvenli şekilde çalışmasını, türbin veriminin artmasını, türbin bakım aralıklarının uzamasını ve son derece pahalı olan sıcak kısım parçalarının ömürlerinin artmasını sağlayacaktır.
Bu çalışmada potensiyel özellikleri ile YSZ yerine alternatif olabilecek malzemeler incelenmiş ve tartışılmıştır.