Niyobyum ve niyobyum alaşımlı alt tabakalara yüksek sıcaklıkta oksidasyona dayanıklı seramik kaplamalar hazırlamak, oksijen içeren ortamlardaki uygulamalar için mükemmel yüksek sıcaklık dayanımlarını uzatmak için önemli bir yüzey teknolojisidir. Bu alandaki temel zorluklar, metaller ve seramikler arasındaki termal genleşme katsayılarındaki uyumsuzluktan kaynaklanan muazzam termal gerilimi çözmek ve termal döngü sırasında kaplama çatlamasını ve dökülmesini önlemek için arayüzey kimyasal uyumluluğunu sağlamaktır.

Güvenilir koruma sağlamak için, “niyobyum alt tabaka – fonksiyonel geçiş katmanı – seramik üst katman”dan oluşan hassas bir şekilde tasarlanmış kademeli bir sistem benimsenmelidir. Anahtar teknoloji, silikonlama gibi işlemler yoluyla alt tabaka üzerinde sürekli bir silisit ara katmanının (örneğin, NbSi₂) yerinde oluşturulmasını içerir. Bu ara katman, alt tabaka ile güçlü bir metalurjik bağ oluşturmanın yanı sıra, iki malzeme arasında ara bir termal genleşme katsayısına sahip olup, termal stresi etkili bir şekilde azaltırken oksijen penetrasyonunu engelleyen bir difüzyon bariyeri görevi görür. Bu optimize edilmiş ara katmanın üzerine, düşük oksijen difüzyonuna ve mükemmel termal kararlılığa sahip fonksiyonel seramikler (örneğin mullit) son bariyer olarak biriktirilir. Bu kapsamlı sinerjik koruma sistemi, niyobyum alaşım bileşenlerinin roket motoru nozulları ve gelişmiş gaz türbini kanatları da dahil olmak üzere aşırı yüksek sıcaklıklara ve termal şoklara maruz kalan en ileri alanlarda kullanılmasını başarıyla sağlamıştır.

Aşağıda bu uygulama için örnek hazırlama şeması verilmiştir. Asıl zorluk, çatlamaya ve pul pul dökülmeye eğilimli seramik kaplamaların parlatılmasında yatmaktadır:

1️⃣ Kaba taşlama: Yüzeye düşük sıcaklıkta cila uygulanmış P2500 silisyum karbür zımpara kağıdı;

2️⃣ İnce taşlama: Yüzeye düşük sıcaklıkta cila uygulanmış P4000 silisyum karbür zımpara kağıdı;

3️⃣ Kaba parlatma: ET-JP parlatma bezi + 3 μm alüminyum oksit;

4️⃣ İnce parlatma: ZN-JP parlatma bezi + 50nm silika.

#Trojan #Trojanmetalografik #ÇelikMikroyapısı #MalzemeBilimi #Metalografi #ÇelikÖrnekleri #MikroyapıAnaliz #ÇelikHazırlığı #MalzemeTeknisyeni