Küresel Nikel Bazlı Alaşım Sol-Jel kaplama Nasıl Yapılır?

Küresel Nikel Bazlı Alaşımlar, yüksek sıcaklık dayanımı, oksidasyon direnci ve sünekliğiyle özellikle havacılık, enerji ve korozyon mühendisliği uygulamalarında öne çıkan ileri mühendislik malzemeleridir. Bu alaşımlar mikron boyutlu, küresel morfolojiye sahip tozlar halinde Sol-Jel yöntemiyle kaplama formuna getirildiğinde yüzeylere üstün performans ve fonksiyonellik kazandırır.

1. Sol Hazırlığı – Alaşımın İlk Ezgisi

• Prekürsör bileşenler:

  • Nikel nitrat [Ni(NO³)²·6H²O]

  • Kobalt nitrat (isteğe bağlı)

  • Krom nitrat (NiCr alaşımı isteniyorsa)

  • Kompleks oluşturucu: Sitrik asit

  • Yakıt: Üre veya etilen glikol

  • Çözücü: Saf su veya etanol

• Küresel mikron boyutlu nikel bazlı alaşım tozu (%99 saflıkta, 1–10 µm çapında) ultrasonik karıştırıcı ile çözücüye disperse edilir.

2. Sol-Jel Oluşumu

• Prekürsörler, çözücü içinde çözülür ve sitrik asit ile kompleks oluşturulur.

• Yakıt maddesi eklendikten sonra 60–80°C'de 2 saat manyetik karıştırma yapılır.

• Sol karışım, kontrollü viskoziteye ulaşana kadar yoğunlaştırılır.

3. Kaplama Yöntemleri

• Dip-Coating: Homojen ve kontrollü kalınlık sağlar.

• Spin-Coating: Mikroelektronik uygulamalarda hassasiyet sunar.

• Spray-Coating: Endüstriyel yüzey kaplamalarında geniş alanlar için uygundur.

Uygulama yapılacak yüzeyler: paslanmaz çelik, süperalaşımlar, seramik tabakalar, ısıya dayanıklı metaller.

4. Jelleşme ve Kurutma

• Jel haline gelen sol, kaplanan yüzey üzerinde 100–150°C’de yavaşça kurutulur.

• Bu aşamada organik bileşenlerin uzaklaştırılması sağlanır.

5. Kalsinasyon ve Sinterleme

• 500–700°C aralığında hava veya inert gaz ortamında 1–3 saat arası ısıl işlem yapılır.

• Bu işlem kaplamanın kristalleşmesini ve yüzeye sıkı tutunmasını sağlar.

• Krom veya alüminyum içeren alaşımlarda pasif oksit tabakaları da oluşur (NiCrAlY gibi alaşımlar için ekstra avantaj).

 Küresel Mikron Nikel Alaşımı Toz Özellikleri

• Boyut: 1–10 µm (küresel morfoloji)

• Sıklık: Yüksek yoğunluklu, homojen partikül dağılımı

• Kimyasal Bileşim: Nikel, krom, molibden, alüminyum, demir, kobalt (istenen alaşım tipine göre)

• Yüzey Enerjisi: Yüksek bağlanma potansiyeli

• Aktif yüzey alanı: Geniş, kaplama performansını artırır

 Uygulama Alanları

• Gaz türbinleri ve jet motorları

• Yüksek sıcaklık rulman yüzeyleri

• Kimyasal proses ekipmanları

• Denizcilik uygulamaları (tuzlu su korozyonuna karşı)

• Termal bariyer kaplama sistemlerinin ara katmanları

• Nükleer santral komponentleri