Hava taşıtlarına uygulanabilir yüksek sıcaklık korozyonuna dayanıklı kaplamaların geliştirilmesi

Hava ve uzay araçlarıyla ilgili konular ülkemizde önem kazanan araştırma ve geliştirme alanlarıdır. Hava ve uzay araçlarında kullanılacak malzemelerin seçimi, üretimi ve ömürlerinin uzatılması, çalışılabilecek araştırma konularındandır. Havacılıkta verimin artırılması, yakıt tasarrufu nedenleriyle, mekanik dayanımına rağmen metalik malzeme kullanımı sınırlı kalmış, hafif kompozitlerin kullanımı artmıştır. Fakat motor gibi yüksek sıcaklık sistemlerinde yüksek ergime sıcaklıklı metal alaşımlarından vazgeçilememektedir. Hava aracı tasarımında yüksek sıcaklık korozyonu hızlı ilerleyen bir tehdittir. Gaz türbinleri, sıcak akışkan taşıyan boru hatlarında sık görülen bu durum; bakım- onarım sıklığını arttırarak, parça değiştirerek veya parçayı alaşımlandırıp korozyona dayanıklı hale getirerek önlenebilmektedir. Günümüzde enerji ve havacılık alanlarında kullanılan Nikel süper alaşımları yaklaşık 1200oC sıcaklıkta çalışma sınırına gelmiş ve mevcut alaşımları geliştirme gereksinimi artmıştır. Ergime sıcaklıklarının 2000oC'nin üzerinde olması nedeniyle refrakter metaller gelecek nesil yüksek sıcaklık alaşım malzemeleri olarak düşünülmektedir. Fakat bunlar, hava ortamında koruyucu oksit tabakası oluşturamazlar. Korozyon dirençlerini artırmak amacıyla üzerlerine yüksek sıcaklığa da dayanan kaplamalar yapılması gerekmektedir. Tezin amacı, havacılıkta kullanılan sistem ve taşıtların metalik parçalarının yüksek sıcaklıktaki hava gibi oksitleyici ortamlarda oksidasyon hasarını geciktirecek, ömrünü artıracak kaplamaların üretilmesidir. Bu çalışmada; yüksek sıcaklık oksidasyonuna dayanımı bilinen alaşımların, metal yüzeyine kaplanma yöntemleri araştırılmıştır. Niyobyum refrakter metali üzerine sementasyon yöntemiyle, belirlenen kompozisyonlarda kaplamalar yapılmış, kısa ve uzun süreli oksidasyon testleri uygulanmıştır. Geliştirilen kaplamalar karakterizasyon cihazlarıyla incelenmiştir. Tüm kaplamalarda niyobyum alüminat fazı ve ortak biriktirmeli kaplamalarda, niyobyum silikat meydana gelmiştir. Elde edilen tüm kaplama bileşimleri, niyobyumun oksidasyon direncini arttırmıştır.