Termal bariyer kaplamalar, yüksek sıcaklığa maruz kalan parçaların korunmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Termal bariyer kaplama sistemi bağ katman ve seramik üst katman olarak iki farklı katmandan oluşmaktadır. Bağ katman altlık malzemeyi oksidasyondan korurken, seramik üst katman düşük termal iletkenlik özelliği ile parçaları yüksek sıcaklık etkisinden korumaktadır. Plazma püskürtme ile üretilen zirkonya esaslı seramik üst katman kaplamaların yüzeyleri pürüz, porozite ve çatlaklar gibi yapısal süreksizlikler içermekte olup kaplamaların sıcak korozyon ve oksidasyona karşı direncini azaltmaktadır. Çalışmanın temel amacı, kaplamadaki yapısal süreksizlikleri lazer yardımıyla minumuma indirmektir. Çalışmada, zirkonya esaslı, itriya ile kararlı hale getirilmiş zirkonya (YSZ), serya-itriya ile kararlı hale getirilmiş zirkonya (CYSZ) ve lantan zirkonat (LZ) kaplamalar plazma püskürtme tekniği ile üretimiş ve bu kaplamaların optimum lazer yüzey modifikasyon parametreleri belirlenmiştir. Lazer modifikasyon işlemi için seçilen lazer gücü, tarama hızı ve lazer mesafesi parametreleri değiştirilerek seramik üst katman yüzeyinde kaplama tabakasından ayrılmamış, çatlaksız ve yoğun bir mikroyapı elde edilmeye çalışılmıştır. Her bir parametre ile yapılan lazer yüzey modifikasyon çizgileri taramalı elektron mikroskobu ile kesitten ve yüzeyden mikroyapısal olarak incelenmiştir. Elde edilen karakterizasyon sonuçları neticesinde, tüm kaplamalar için lazer gücü %10’dan %24’e doğru arttıkça yüzey üzerinde çatlakların sınırlandırdığı alanların büyüdüğü, yüzeyde oluşan krater benzeri çukurlukların azaldığı görülmüştür. Ortalama 200 mikron kalınlığında olan kaplama kesitlerinden alınan mikroyapı görüntüleri incelemesinde; lazerle modifiye edilmiş yaklaşık 30 mikron kalınlığında tabaka için sırasıyla en uygun lazer modifikasyon parametreleri; YSZ için %22 lazer gücü, 120 mm/s tarama hızı, 220 mm lazer mesafesi, CYSZ için %18 lazer gücü, 120 mm/s tarama hızı, 200 mm lazer mesafesi, LZ için ise lazer gücü %10, tarama hızı 60, lazer mesafesi 220 mm olarak belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: termal bariyer kaplamalar, lazer, modifikasyon
|
