Gaz türbinli motorların kompresör kanatlarında katodik ark pvd yöntemiyle çok katmanlı ince film kaplama üretimi ve karakterizasyonu
Production by cathodic arc pvd method and characterization of multilayer thin film coating on compressor blades of gas turbine engines
- Tez No: 985277
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YAMAN ERARSLAN, DOÇ. DR. DOĞUŞ ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gaz türbinli motorlarda sistem içerisinde birbirinden farklı özellikte malzemeler kullanılmaktadır. Günümüzde çalışma koşullarına göre motor komponentlerinin aşınma, korozyon, yüksek sıcaklık oksidasyonu vb. etkilere karşı daha dirençli hale getirilmesi beklenmektedir. Motor yüksek emiş gücü ile atmosferik havayı vakumlarken havayla birlikte toz ve kum partikülleri de beraberinde sisteme girmekte ve öncelikle kompresör bölümüne ulaşmaktadır. Yüksek basınç ve hız etkisi kompresör kanatlarında aşındırıcı etki göstermektedir. Bu çalışmada gaz türbinli motorların kompresör kanatlarında sıklıkla kullanılan Ti-6Al-4V alaşımına katodik ark PVD yöntemiyle AlTiN/TiCN çok katmanlı ve AlTiCrN tek katmanlı seramik ince film kaplanmıştır. Tek katmanlı kaplama mimarisinin dışına çıkılarak çok katmanlı kaplama çalışmalarına yer verilmiştir. Ayrıca AlTiN/TiCN çok katmanlı ve AlTiCrN tek katmanlı kaplamaların adhezyon özelliklerine etkilerini de incelemek için kaplama öncesi tanımlanmış numune gruplarına plazma nitrasyon veya akımsız nikel uygulanmıştır. Kaplanan numunelere oda sıcaklığında ve kuru (yağlayıcısız) koşullarda lineer aşınma testleri gerçekleştirilerek karşılaştırmalı veriler elde edilmiştir. Kaplama alaşımı, kaplama tasarımı ve kaplama öncesi modifikasyonların malzemenin genel aşınma özelliklerine etki ettiği görülmüştür. Kaplama karakterizasyon çalışmalarında kaplama kesitleri incelenmiştir. Günümüzde hızla gelişen savunma ve havacılık sanayisinde, malzemelerin kütlesel özellikleri değiştirilmeden, yüzey mühendisliği uygulamalarıyla çevresel koşullara karşı istenen yönde direnç kazandırılması hedeflenmektedir. Aşınma direnci kazandırılan motor komponentlerinin değişim ve bakım sürelerinin uzaması dolayısıyla sarf giderlerinin azalması beklenmektedir. Ekonomik kazanım sağlamak çalışmanın önemli çıktıları arasında yer almaktadır.
Özet (Çeviri)
In gas turbine engines, materials with different properties are used in the system. Today, engine components are expected to be made more resistant to wear, corrosion, high temperature oxidation, etc. according to the operating conditions. While the engine vacuums atmospheric air with its high suction power, dust and sand particles enter the system together with the air and first reach the compressor section. The high pressure and velocity effect has an abrasive effect on the compressor blades. In this study, AlTiN/TiCN multilayer and AlTiCrN monolayer ceramic thin films were coated on Ti-6Al-4V alloy, which is frequently used in compressor blades of gas turbine engines, by cathodic arc PVD method. Multilayer coating studies were included by going beyond the single layer coating architecture. In addition, in order to examine the effects of AlTiN/TiCN multilayer and AlTiCrN monolayer coatings on adhesion properties, plasma nitriding or electroless nickel was applied to defined sample groups before coating. Comparative data were obtained by conducting linear wear tests on the coated samples under dry conditions at room temperature. It was observed that coating alloy, coating design and pre-coating modifications affect the overall wear properties of the material. Coating cross sections were examined in coating characterization studies. In today's rapidly advancing defense and aerospace industries, research and development efforts are focused on enhancing environmental resistance through surface engineering techniques without altering the bulk properties of materials. It is expected that the replacement and maintenance periods of the engine components, which are provided with wear resistance, will be extended, thus reducing the consumption costs. Providing economic gains is among the important outputs of the study.
Benzer Tezler
- Türbin kanatlarında jet çarptırmalı soğutmanın deneyselve sayısal olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MEHMET BORA KÜÇÜKALPELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Kanat profillerinde kavislendirmenin eksenel kompresör performansına etkileri
The effects of sweep of airfoils on axial compressor performance
İBRAHİM ETHEM ESER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR YAVUZ
- Sesüstü kompresör çarkı tasarımı
Design of supersonic compressor impeller
BAHUZ CAN OSSO
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Numerical investigation of the influence of sweep and lean on a transonic axial compressor rotor
Transonik eksenel kompresör rotorunda uygulanan 'sweep' ve 'lean' methodlarının aerodinamik etkilerinin nümerik yaklaşımlar ile incelenmesi
HASAN BERK GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU
- Bell-crank tahrikli yakınsak nozul mekanizmasının tasarımı ve yapısal analizi
Design and structural analysis of a bell-crank driven convergent nozzle mechanism
BATUHAN AK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN