Termal Bariyer Kaplama

Geçmişten günümüze esas malzemenin yüzeyinin sahip olmadığı özellikleri kazandırmak amacı ile uygulanan yöntemlerden biridir. Bu yöntem sayesinde yüzeye üstün fiziksel, mekanik veya elektriksel nitelikler kazandırılabilmektedir.

Yüzey işlemleri ile sağlanan bu özellikler aynı özelliklere sahip daha pahalı malzemelere alternatif olmuştur. Örneğin aşınmaya dirençli olan seramik esaslı bir kaplama malzemesi ile kaplanmış yüksek hız çeliğinin tokluk ve mekanik özelliklerinden faydalanırken seramik malzeme sayesinde yüksek derecede sertlik ve sıcaklık oksidasyon direnci de kazandırılmış olunur. Bunun neticesinde parça abrazif aşınmaya, korozyona, termal şoklara ilk haline nazaran daha dirençli hale gelir.

Termal bariyer kaplama yöntemi genel olarak kaplanacak olan ana metal parça üzerinde ara bir bağ kaplama yapılarak ve bu bağ tabaka üzerinde esas yüzey özelliklerini sağlayacak olan oksit tabakası oluşturulması işlemidir.

Yüzeyde oluşturulacak oksit tabakasının kalınlığı kaplanacak olan ana malzemenin kullanım alanı ve maruz kaldığı ortam şartlarına göre belirlenmektedir. Genel olarak tercih edilen kaplama malzemeleri zirkonyum oksit (ZrO₂) alüminyum oksit (Al₂O₃) olmakla beraber faklı tiplerde oksit içerikli malzemelerde kullanılmaktadır. Yapılmış olan ilk termal bariyer kaplamalar plazma sprey kaplama tekniği ile kalsiyum ve magnezyum ile kararlı hale getirilmiş zirkonyadır ve tarihte ilk defa 1960 yılımda yapılmıştır.

Uygulanmakta olan farklı kaplama tekniklerinde kaplama partikülleri farklı sıcaklık ve parçacık hızlarına sahip olabilmektedir. Uygulanan kaplamalar farklı kalınlıklara sahiptir. İnce film kaplamalar 0,5 mm kadar olan kaplama türleridir, kalın film kaplamalar ise 5-6 mm kalınlığa sahip kaplamalardır. İnce film kaplamalar genellikle uçak parçalarında ve otomobil parçalarında kullanılmaktadır.

Önerilen Makale: Otomat çeliği malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için otomat çeliği fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

Seramik kaplama malzemeleri ve diğer kaplama malzemeleri için pek çok kaplama sistemi ve tipi mevcuttur.

Termal sprey kaplama işlemlerinde sıcaklık ve partikül hızı gibi parametrelerinin kontrolünün sağlanması ve istenilen değer aralığında tutulabilmesi zordur. Bu sebepten ötürü yaygın olarak kullanılmasına karşın yapılacak olan kaplamanın kalitesini kullanıcıyı da etkilemektedir.

Termal sprey kaplama işlemleri, kaynaklı kaplama işlemine göre farklı avantajlar göstermektedir. Bunlardan ilki seramik gibi kaynak edilebilme özelliğine sahip olmayan malzemelere uygulanabilir olması, ikincisi ise bileşim veya çarpılma eğilimleri nedeni ile kaynaklı kaplama işlemine uygun olmayan malzemelerin kullanılabilirliğidir. Bazı yöntemler de kaplama ile kaplanacak malzeme arasında yüksek sıcaklık difüzyonu gerçekleşmesine rağmen çoğunlukla bu iki malzeme arasında mekanik bir bağ meydana gelmektedir. Oluşan bu bağ kaynaklı kaplamalardaki bağ kadar kuvvetli olmamakla beraber aynı zamanda kaplama içerisinde gözeneklere ve oksitlere rastlanabilmektedir.

Termal sprey ile kaplanmış olan bir malzemenin kaplama özelliklerini servis şartları altında tespit edebilmek çok güçtür. Günümüzde ASTM-C633-13 (2017) standart mevzuatına göre kaplama malzemesinin yapışma mukavemeti yapılan testler ile belirlenmektedir.
 

Bu yöntemi diğer kaplama çeşitlerinden ayıran en önemli özelliklerden biri yüksek ergime sıcaklığına sahip seramik ve oksit içerikli kaplama tozlarının uygulanabilirliğinin oldukça fazla olmasıdır. Bunun ile birlikte toz özellikleri ve tozun boyutuna bakılmaksızın kullanılabilirliği yüksek bir prosestir. Plazma sprey prosesi kendi içerisinde de faklı çeşitlere ayrılmaktadır. Bunlar;

I. APS (atmosferik plazma sprey)
II. VPS (vakum plazma sprey)
III. LPPS (düşük basınçlı plazma sprey)

Plazma sprey yönteminde kullanılan gazlar tabanca içerisinde bulunan katot ve anot uçlar arasında ileriye doğru hareket ederler ve torc kısmında 20000°C’ye ulaşmış arkın içerisinden geçerek bileşenlerine ayrılır, iyonize olurlar. Torc’daki yüksek sıcaklık artışı gaz hacminde artışa sebebiyet verir ve bu gaza hız kazandırır. Kaplama tozu bu prosese bir besleme ünitesi yardımı ile dâhil edilir, plazma jeti içerisinde ergitilen partiküller kaplanacak olan malzeme yüzeyinde doğru hızlı bir şekilde gönderilir. Bu partiküller yüksek sıcaklığında etkisi ile sıvı damlacıklar (droplet) halini alır, altlık malzeme üzerine çarptığı esnada ise yassılaşarak (splat) bir katman halinde birikir.

Atmosferik Plazma Sprey (APS) Kaplama Yöntemi

Atmosferik (konveksiyonel) plazma sprey yöntemi genel itibari ile en yaygın kullanılan plazma kaplama yöntemlerinden biridir. Tabancadan çıkan kaplama tozu partikülleri eriyik halde atmosfer ile tepkimeye girerek kaplanacak olan altlık malzemeye oksitlenmiş bir halde ulaşır. Plazma elde edebilmek için sıkça argon gazı, hidrojen veya bu iki gazın karışımı kullanılıp, DC elektrik akımı uygulanmaktadır. Toz kaplama malzemesi sisteme inert bir gaz vasıtası ile beslenir. Plazma tabancasının püskürtme hızı plazma gazlarına, toz besleme ünitesi ve toz boyut dağılımına, proseste tercih edilen sprey tabancasının tasarımı gibi esaslara bağlıdır.

Vakum Plazma Sprey (VPS) Kaplama Yöntemi 

Atmosferik plazma sisteminden farklı olarak kaplama sırasında sistem içerisinde vakum oluşturulur. Bu yöntem ile üretilen kaplamalarda korozyon direnci daha fazladır. Vakum plazma sistemi ile 50 µm’den daha düşük kalınlıkta kaplamalar elde edilebilmesi PVD ve CVD gibi kaplama metotlarına alternatif olmuştur. Bu yöntemde karşılaşılabilecek en büyük sorun vakum ortamının sabit tutulabilmesini sağlamaktır. Yöntemin çalışma prensibi ise vakum altındaki kaplama tozları plazma jeti içerisinden geçerek altlık malzeme üzerine gönderilirler. Altlık malzeme pozitif kutuplu olup gönderilen kaplama tozları ise negatif kutupludur.

Plazma Sprey Kaplamaların Genel Özellikleri

Mikro yapısal Özellikler

Kaplama yönteminin mikro yapısı plazmanın oluşmasından başlayarak, kaplanacak olan toz partikülün ergime sıcaklığı, tozun beslenebilirliği, erimiş olan sıvı toz partikülün (droplet) yüzeye çarpma esnasındaki deformasyon davranışları, splatın soğuma davranışları vb. birçok durumdan etkilenebilmektedir.

Yöntemin sahip olduğu yüksek parçacık hızından dolayı toz parçacığın tam olarak erimemesine neden olabilmektedir. Plazma sprey ile elde edilen kaplama heterojen dağılımlı, lameli bir yapıya sahiptir. Farklı tane boyutları, porozite ve oksit tabakalarına sahiptir.

Yoğunluk ve Porozite Değerleri

Plazma kaplama yöntemlerinde iki farklı tip porozite göze çarpmaktadır. Bunlar; 

• Partikülleri arasındaki boşlukların tam olarak kapanamamasından meydana gelen poroziteler. 
• Kaplamaların doğal özellikleri ile ortaya çıkan mikro porozitelerdir.

Porozite genel olarak sistemdeki enerjinin azalması ve kaplanacak olan mesafe ile sprey tabancası arasındaki mesafenin uzamasından dolayı artmaktadır. Poroziteler lamelli yapının tane sınırlarında daha çok gözükmektedir. Porozite oluşumu genel olarak sistem içerisinde kullanılan gazın cinsine, sprey tabancasının gücüne, kaplama işlemindeki sistem parametrelerine, kaplama tozunun tribolojik özelliklerine bağlıdır.

Yapışma Mukavemeti ve Sertlik Özellikleri

Kaplama kalınlığı ile kaplama mukavemeti arasında doğrudan birbiri ile bağlantılıdır. Kaplama tabakasındaki gerilmenin artması ve kaplama kalınlığının artması parçacığın yapışma mukavemetini olumsuz olarak etkilemektedir. Yapışma mukavemeti altlık malzeme ile kaplama arasındaki bağlanabilirliğin bir ölçüsüdür. Bağlanma mekanizmasını üç faklı etmen etkilemektedir.

1. Mekanik kilitlenme 
2. Difüzyon 
3. Van der Waals Kuvvetleri

Mekanik açıdan kilitlenmeyi yüzey pürüzlülüğü, kaplama tozlarının sahip olduğu kinetik enerji, eriyik haldeki kaplama tozlarının karakteristik özellikleri etkilemektedir.

Kaplama işlemi esnasında meydana gelen ısı enerjisi ve kinetik enerji difüzyon bağlanması ve metalürjik bağlanmayı arttırmaktadır. Kaplama altlık yüzeyi ve kaplama tabakası ne kadar geç soğur ise difüzyon o kadar artma eğilimi göstermektedir.

Van der Waals kuvveti metal esaslı kaplamalarda sıkça görülmektedir. Mekanik bağlanma mukavemetini de artırmaktadır.

Sertlik değeri ise kaplanacak tozun özelliklerine göre farklılık göstermektedir. Genel tabiri ile kaplama tozunun plazma tabancasından çıkış hızı ne kadar yüksek ise kaplama tabakasında da aynı orantıda sertlik artışı meydana gelmektedir. Kaplama lamelleri içerisindeki oksitlerde sertliğin artmasına sebep olabilmektedir.

Kaplama Yüzey Özellikleri ve İç Gerilmelerin Etkileri

Plazma sprey yöntemi ile kaplanmış olan yüzey yöntem parametreleri ve kaplamada kullanılan tozun karakteristik özellikleri ile doğrudan bağlantılıdır. Pürüzlü bir yüzey oluşumu gözenek sayısının artmasına sebep olacağından aşınma direncini oldukça düşürmektedir. Aynı zamanda yüzeydeki pürüzlülük yapışma mukavemetini olumlu etkilemektedir.

Kaplanacak olan altlık üzerine gönderilen kaplama tozlarının yüzeydeki katılaşma hızları, kaplama ile kaplama tozu arasındaki termal özellik farklılıkları kaplama tabakası içerisinde gerilmelere sebep olur. Bunun önüne geçilebilmesi için kaplanacak olan altlık malzeme belli sıcaklığa getirilerek termal genleşme ile alakalı sıkıntılar azaltılmaya çalışılır. Yapışma direncini etkileyen faktörlerden bir de kaplama işlemi yapılacak olan malzemenin sıcaklığıdır.

Yapılan çalışmalarda 100°C’nin altındaki bir yüzey sıcaklığına sahip altlık malzeme üzerine çarpan eriyik haldeki toz parçacıkları düzensiz şekilli olmaktadır. Düzgün dairesel yapıda olan taneciklerin yapışma oranlarının daha yüksek olduğu belirlenmiştir.
 

Bu yöntemde tel formuna sahip herhangi bir elektriği ileten malzeme kaplama malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Teller farklı yüklere sahiptir. Tellerin biri pozitif yüklü iken öteki negatif yüklüdür. Bu sayede oluşturulan elektrik arkı ile teller kesiştikleri noktada ergitilerek kaplanacak malzeme üzerine yüksek basınçlı hava ile gönderilir. Sistem içerisine yüksek basınçlı hava olmasından dolayı oksit içeriği yüksektir. Ark sprey yöntemi ile yapılmış olan kaplamalar yüksek gözenek içeriğine de sahiptir. Bu sebepten dolayı meydana gelen bağ kuvveti düşüktür. Elektrik ark kaplama sisteminde yaygın olarak MİG ve TİG kaynaklarında kullanılan teller tercih edilmektedir. Yöntem içerisinde inert gazların kullanılması ile kontrollü bir atmosfer sağlana bilinmektedir.
 

Alev sprey yönteminde seramik veya metalik içerikli toz veya tellerin altlık malzeme üzerine kaplanabilmesi için oksijen-yakıt karışımından oluşan gaz alevinin içerisine yönlendirilir ve buradan erimiş parçacıklar nozulu düşük parçacık hızı ile terk ederler. Parçacık hızının düşük olmasından dolayı atmosfere maruz kalır ve oksit içerikleri artar.

Alev sprey yönteminde yakıt olarak propan gazı, hidrojen ve asetilen gazları oksijen ile karışım oluşturularak yakılır ve elde edilen alev içerisinde kaplama için kullanılacak olan toz veya tel eritilmiş olur. 

Bu yöntemde dikkat edilmesi gereken hususlardan biri plazma sprey yöntemine göre mekanik özellikler daha zayıf kaldığından yüksek gerilmelere maruz kalmayan, korozyondan koruma amaçlı kullanılmaktadır.

Toz ile Alev Sprey Yöntemi

Bu tip kaplama yönteminde kaplanacak olan seramik veya metalik içerikli bir toz nozula gönderilmekte ve oluşan ark ile parçacıklar sıvı hale getirilip altlık malzeme üzerine kaplanmaktadır.

Toz alev sprey yöntemi donanım bakımından daha basit ve plazma sprey kaplamaya göre daha ucuz bir yöntemdir. Çeşitli metal tozları harmanlanarak aşınma ve korozyon direnci daha da artırılabilmektedir.

Tel ile Alev Sprey Yöntemi 

Tel sprey kaplama yönteminde sistem içerisine bir makara vasıtası ile beslenmekte olan tel ergitme tabancasına gönderilmektedir. Yöntem toz spreyleme yöntemine göre daha uygundur. Bazı istisnayı durumlarda besleme ünitesinde parça çubuklar da kullanılmaktadır. Sınırlayıcı etmenlerin başında kullanılmakta olan tel yanma alevinden eritilebilir olması gereklidir.

Patlamalı (Detonasyon) ile Alev Sprey Yöntemi 

Detonasyon (D-Gun) spreyleme yöntemi özel olarak üretilmiş kaplama tabancası ile yapılmaktadır. Tabanca içerisinde oksijen, azot ve asetilen içerisinde toz halinde kaplama malzemesi miktarının ölçülebildiği bir hücre bulunur. Oksijen ve asetilen gaz karışımı, bujiler ile saniyede 4-8 defa elektrik kıvılcımı ile patlatılır. Bu patlamalar sıcak ve yüksek hızlı bir gaz akışına sebep olmaktadır. Yaklaşık olarak 800 m/sn ‘lik bir hız ile kaplanacak olan malzemeye doğru ilerlerler.

Bu kaplama yöntemi genellikle yüksek sıcaklık kaplamaları için kullanılan bir yöntemdir. Patlamalı alev yönteminin kaplamanın bağ bütünlüğü, kaplanacak olan toz partiküllerinin yüksek hızda altlık malzemeye çarpması sonucu meydana gelmektedir. Parçacıkların sahip olduğu hız plazma sprey ve alev sprey yöntemine göre 2 ile 5 kat daha fazladır. Bu hız farkından dolayı parçacıklar kaplama malzemesi yüzeyine % 20-25 oranında daha fazla bir kinetik enerjiye sahip olarak çarpmaktadır.

Patlamalı spreyleme yönteminde meydana gelen detonasyonlar hızlı bir şekilde gerçekleştiği için gürültülü bir yöntem olduğundan kapalı alanlarda ses yalıtımı yapılmış ortamlarda çalıştırılmaktadır.

Dikkat edilmesi gereken hususlardan bir diğeri ise bu yöntem de metalik olmayan malzemeler kaplanamamaktadır. Bunun sebebi yüksek hızdaki gaz akışları erozyona sebep olmaktadır.

Yüzey üzerinde kaplama malzemesinin birikmesi fırlatılan partiküllerin üst üste gelmesi ile meydana gelir. Bu yöntemde sahip olunan kaplama içerisindeki gözeneklilik daha düşük, bağ dayanımı ve aşınma direnci yüksektir. Yöntem sertlik değeri 50-60 HRC değerinden daha yüksekteki malzemelere uygulanmaktadır.

Yüksek Hızlı Oksi Yakıt Spreyleme (HVOF)

HVOF yöntemi alev sprey yöntemine göre benzerlik göstermektedir ancak kaplama malzemesi olarak sadece toz formundakiler kullanılabilmektedir. Proseste kullanılan parçacıklar çok yüksek hızlara çıkabilmektedir. Bu sayede sahip oldukları kinetik enerjileri artmakta ve kaplandıkları altlık malzeme üzerinde düşük poroziteye yüksek yapışma mukavemetlerine sahiptir.

Yakıt olarak propan gazı, propilen, hidrojen gibi gazlar kullanılarak oksijen ile beraber bu gazlar hazneye iletilir. Kaplama tozu ise taşıyıcı gaz olarak kullanılan azot gazı ile birlikte yanma odasına gelir ve burada ergitilerek sıvı hale geçer. Kaplama toz partiküllerinin sahip olduğu kinetik enerjiden dolayı tam olarak sıvı faza geçmesine gerek yoktur. Partikül yarı erimiş halde kaplanacak olan altlık tabaka üzerinde biriktirilir.

Bu yöntemin avantajlarını şu şekilde sıralamak mümkündür. Kaplama tabakası sert ve yoğundur, içerdiği porozite oranıda çok düşüktür, aşınma ve korozyona karşı mukavemetlidir, meydana gelen bağ tabakası oldukça sağlamdır ve karmaşık şekilli parçaların kaplanabilmesi mümkündür. 

HVOF yöntemindeki en temel değişikliklerden biri gaz yakıtta alternatif olarak sıvı yakıtta kullanılabilmesidir. HVOF yöntemi çoğunlukla havacılık, uzay ve otomotiv endüstrilerinde rağbet görmektedir.

Soğuk Sprey Kaplama Yöntemi (CGDS)

Termal sprey kaplama proseslerinde kaplamanın mikro yapısında meydan gelen faklı partikül katılaşma hızları kaplama lamelleri boyunca farklı boyutlarda oksit ve porozite kalıntıları meydana gelebilmektedir.

Soğuk sprey yöntemi diğer termal sprey kaplama yöntemlerine göre katı haldeki kaplama toz partiküllerinin yüksek hızlar ve düşük sıcaklık altında kaplanacak olan altlık malzeme üzerinde püskürtülerek gerçekleştirilmektedir.

Soğuk sprey yöntemi güvenilir ve çevre dostu bir kaplama yöntemi olup metalik esaslı kaplama malzemelerin endüstriyel uygulama alanlarında faaliyet göstermektedir.

Diğer termal sprey yöntemlerinde göre farkları ise kaplamada kullanılacak olan toz materyallerin hiçbir ergitme işlemine tabi tutmadan kullanılmasıdır. Partiküller sprey tabancasından yüksek hızlarda çıkarak altlık malzeme üzerinde tabakalar halinde biriktirilmektedir. Termal sprey kaplamada meydana gelen oksit, poroziteleri azaltmak için patriküllerin daha hızlı püskürtüldüğü HVOF yönteminde kontrollü atmosfer ortamı veya inert gazlar kullanılabilmektedir. Sistem üzerinde düşük ısı girdisi olduğu için kaplama tabakası ile altlık malzeme arasında soğuma hızları farkından dolayı meydana gelen termal gerilme oranı düşüktür.

Proses içerisinde partiküllere yüksek hız kazandırmak için hava, azot, helyum veya bu gazların karışımları kullanılarak 400 ile 1300 m/sn hız elde edilebilmektedir. Partiküllerin sahip olduğu yüksek hızlardan bünyelerinde kinetik enerji birikmektedir. Bu kinetik enerji altlık malzemeye çarptığı anda mekanik enerjiye dönüşür ve bağlanma sağlanmış olur.

Kullanılabilir partikül tozu boyutu 1 µm ile 50 µm arasında değişiklik göstermektedir.

Soğuk sprey ile kaplama yönteminde kritik hız değerinin altında kalan toz partikülleri altlık malzeme üzerine yapışmayarak sekme hareketi yaparlar. Ancak kritik hız değeri aşıldıktan sonra altlık malzeme üzerinde birikme oranı artar bunun sonucunda bağlanma gerçekleşmiş olur.
 

Kaplama malzemesi ile altlık malzeme arasında oluşacak olun bağın arttırılabilmesi için bağlayıcı ikinci bir katmanın kullanılması endüstriyel uygulamalarda yaygınlaşmaya başlamıştır.

Kaplanacak olan malzeme ile kaplama arasında zayıf bağ oluşumunu en aza indirmek için kullanılır. Bununla birlikte kaplama tozunun yapışma mukavemetini arttırmak, elastik modül, termal gerilmeler gibi uyumsuzlukları da en aza indirmek için kullanılır.

Oluşmakta olan bu bağı etkileyen faktörler ise; 

1. Partikül sıcaklığı ve hızı 
2. Yüzey kalitesi 
3. Altlık malzeme yüzey özellikleri

Kaplama ile altlık malzeme arasındaki bağ kuvvetini etkilemekte olup bağlayıcı takviyeler kullanılmasına yönlendirmektedir.

Plazma Sprey Kaplama İşlemlerinde Yapılan Ön Çalışmalar

Kaplama kalitesinin belirlenmesinde kaplanacak olan altlık malzemenin durumu belirleyici bir etmendir. Altlık malzemenin yüzeyinden kirlerden ve yağ tabakalarından arındırılmış olması gereklidir. Temizleme işleminden hemen sonra ise kaplama işlemi yapılmalı ve oksit tabakası oluşması engellenmelidir.

Temizleme Safhası

Kaplama işleminden önce malzeme yüzeyindeki boya kalıntıları, yağ tabaksı, pas vb. etmenler temizlenmelidir. Bu kalıntılar fiziksel veya kimyasal işlem ile malzeme yüzeyinden uzaklaştırılabilmektedir.

Kaplama işlemi temizleme işleminden hemen sonra yapılmayacak ise kaplanacak olan malzemeyi korumak amaçlı Kraft kâğıdı kullanılabilmektedir. Bu sayede malzeme nemden ve ortam şartlarının olumsuz etkilerinden korunması sağlanmış olacaktır.

Yüzey Pürüzlülüğü 

Kaplama kalitesini etkileyen parametrelerden biri olan yüzey pürüzlülüğünün aşırı olması lameller arasında gözenekler oluşturacak ve aşınma direncini olumsuz açıdan etkileyecektir. Ama malzeme yüzeyi gerekli olan bağ kuvvetinin sağlanabilmesi için gereken yüzey pürüzlülük değerine sahip değil ise aşındırıcı materyaller kullanılarak uygun değerlere getirilmektedir.

Kaba Vida ve Diş Açma Yöntemleri

Genel itibari ile silindirik yüzeylere sahip altlık malzemelere yüzey pürüzlülüğü kazandırmak için kullanılmaktadır. İnce malzemeler için bu yöntem tavsiye edilmemektedir. Bu işlemden sonra yapılacak olan kumlama işlemi ile kaplama ile altlık malzeme arasında yüksek bağ kuvveti elde edilmektedir.

Kumlama İşlemi

Bağ tabakasının kalitesini etkileyen temel etmenlerden bir tanesidir. Kumlama işlemi prosesin olmazsa olmazıdır. Bu işlem ile kesin olaraktan malzeme üzerindeki kir, pas, boya kalıntıları vb. olumsuz etmenler kaplanacak olan malzemeden uzaklaştırılmış olunur.

Alümina, silis kumu, çelik granürler, grit kumu en iyi derece yüzey temizliği sağlamaktadır. Kumların tane büyüklüğü 0,15 mm ile 1mm arasında değişmekte olup daha büyük tane boyutuna sahip kumlama kum çeşitleri de mevcuttur. İnce malzemeler kumlanır iken dikkat edilmelidir. Hızlı bir şekilde çarpacak olan kumlama partikülleri malzeme yüzeyinde deformasyona sebep olabilmektedir.

Kaplama Kalınlığı Ölçüm Metotları

Elektromanyetik Test metodu

Tahribatsız muayene metotlarından biri olan elektromanyetik ölçüm yöntemi genel itibari ile en çok tercih edilen yöntemler arasındadır. Bu yöntemde iki tip kalınlık ölçüm sistemi mevuttur. Bunlar;

1. Manyetik indüksiyon test tekniğidir.(TS EN ISO 2178:2016) 
2. Eddy Current akım test yöntemidir.(TS EN ISO 2360:2017)

Günümüzde bu iki tip ölçüm yöntemi ile metalik ve metalik olmayan uygulamaların kalınlık ölçümü tesbit edilebilmektedir. Ölçüm değerleri sayısal olarak gösterge panelinde belirtilir. Çeşitli tip ve büyüklükte ölçüm yapabilen çok sayıda ölçüm cihazı piyasada mevcuttur.

Manyetik İndüksiyon Test Tekniği

Bu yöntem demir içerikli veya çelik bazlı altlık tabaka üzerindeki demir dışı kaplamaların kalınlıklarının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Yöntem esnasında dikkat edilmesi gereken hususlardan biri altlık malzemenin mıknatıslanabilir özellikte olması ve kaplama malzemesinin demir dışı olması gerektiğidir. Bunların dışında bir malzeme olur ise bu ölçüm yöntemi ile kaplama kalınlığı tespiti yapılamamaktadır.

Bu yöntemde kaplama kalınlığı birkaç mikrondan 30 mm ye kadar ölçüm yapılabilmektedir. Cihaz bünyesinde bulunan problar tek kutuplu olduğu gibi ölçülecek olan ekipmana bağlı olarak çift kutupluda olarak tasarlanabilmektedir.

Eddy Current Akımı Test Tekniği

Bu yöntem sıklıkla demir dışı malzemeler üzerindeki kaplama kalınlığını ölçmek üzere kullanılır. Alıcı durumundaki bobine yüksek frekans uygulanarak altlık olan malzeme üzerine temas ettirilir. Oluşan girdap akımı temas eden malzeme üzerinde indüklenir ve algılayıcı bobin üzerinde geri tepmeler oluşturur bu da bobin üzerindeki enerjide kayıplar meydana getirir. Yöntemde dikkat edilmesi gereken husus iki malzeme arasındaki elektriksel iletkenlik yeterli derecede olması gereklidir.

Kulometrik Ölçüm Yöntemi

Bu test yönteminde plastik ve seramik malzeme üzerinde bulunan metal içerikli kaplama tabakalarının kalınlıkları ölçülmektedir. Yöntemin dezavantajları arasında bazı durumlarda ölçüm yapılan malzemeyi tahrip edebilmekte ve işlem süresi uzun zamanlar alabilmektedir. Bunların yanında bu ölçüm tekniği çok katmanlı kaplama kalınlıklarını ayrı ayrı belirleyerek ölçebilmektedir. Test aralığı 0,05 mikron ile 40 mikron arasında değişmektedir.

Kulometrik ölçüm yöntemi genel olarak kaplanmış olan altlık malzemeye kontrollü bir şekilde elektrik verilmesi ile ölçüm işlemini yapmaktadır. Prensip metalik olan kaplamayı altlık malzeme üzerinden kaldırılmasına dayanmaktadır. Kaplamayı kaldırmak için gerekli olan akım metalin sahip olduğu kütle ile orantılıdır. Test akımı sabit tutularak plaka kalınlığı ve plakayı kaldırma süresi belirlenmektedir.