Bu çalışmada Yitriya ile kararlı hale getirilmiş zirkonya (YSZ) termal bariyer kaplamalar (TBK) partikül boyutlarına göre sınıflandırılarak atmosferik plazma sprey (APS) yöntemiyle üretilmişlerdir. Bu çalışma sayesinde seramik üst katman malzemesi olarak ticari uygulamalarda oldukça yaygın kullanılan YSZ’nin mikroyapı farklılıklarının TBK  özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kaplama prosesinde, ticari YSZ (Sulzer Metco 204B-NS) elek yardımıyla üç sınıfa ayrılmıştır. Sınıflandırılan YSZ tozları önceden bağ katmanı HVOF prosesi ile üretilen altlık üzerine APS yöntemi ile kaplanmıştır. Aynı zamanda karşılaştırma amacıyla ticari YSZ ile de kaplama üretimi gerçekleştirilmiştir. Kaplamaların mikroyapı analizlerinde taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. SEM ile elde edilen kesit görüntülerinde APS yöntemi ile üretilen TBK’lerin karakteristik özelliklerine sahip olduğu ancak bu yapı içerisinde kullanılan toz boyut ve dağılımına göre farklılıklar gösterdiği gözlemlenmiştir. Kapalama porozite oranı görsel işleme metodu ile yapılmıştır. Her bir grup kaplama kendi içinde tutarlı olarak %15 ile %23 arasında değişim göstermiştir. Bunun nedeni ince toz olarak sınıflandırılan grubun plazma alevi içinde daha hızlı bir şekilde ısınarak ergimesi ve mikroyapıyı oluşturan yassı tanelerin daha ince olması olarak açıklanmıştır. Bunun yanında toz boyut dağılımı göreceli olarak dar olan tozların porozite dağılımının lokal olarak kaldığı ancak geniş boyut dağılımına sahip tozların porozitelerinin küçük ve tüm kaplamaya yayılmış olduğu gözlemlenmiştir. Kaplama özellikleri porozite oranı ve dağılımı ile ilişkilendirilmiştir. Bu amaçla sistematik olarak sıcak korozyon ve X-ışını difraktometresi analizi, gerçekleştirilmiştir. Sıcak korozyon deneyi 1200°C’de gerçekleştirilmiştir. Sıcak korozyon sonucunda elde edilen yapının ilerleme mekanizmasının porozite ile ilişkisi kurulmuştır. Sınıflandırılan tozların porozite ile orantılı şekilde, sıcak korozyona uğradığı ancak; ticari toz ile üretilen kaplamanın en düşük sıcak korozyon direncine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu durumun açıklanabilmesi için porozite dağılımı da göz önüne alınmıştır. Küçük ve kaplama yapısına homojen dağılım gösteren porozitelerin sıcak korozyon sonucu oluşan kristallerin ilerlemesini engelleyemediği ancak; büyük porozitelerin lokal olarak oluştuğu kaplamalarda, porozitelerin kristallerin ilerlemesini engelleyici bir role sahip olabileceği fikrini oluşturmuştur. X-ışını difraktometresi analizinde poroziteye bağlı olarak pik şiddetlerinin farklılık gösterdiği gözlemlenmiştir. Sınıflandırılan tozların kendi içlerinde doğrusal bir şekilde davrandığı ve porozite oranı arttıkça pik şiddetinin düştüğü gözlemlenmiştir. Ancak; ticari tozun, sınıflandırılmış tozlardan farklı davrandığı ve en yüksek pik şiddetine ulaştığı görülmüştür. Bu durumun açıklanması için porozite dağılımının etkinliği düşünülmüştür ve tüm kaplamaya dağılmış porozitenin pik şiddetini arttırdığı ve belli bölgelerde yoğunlaşmış porozitenin pik şiddetini düşürdüğü sonucuna ulaşılmıştır. Yüzey pürüzlülüğü ile porozite arasındaki ilişki incelenmiş ve yapay sinir ağları ile modellenmiştir. Literatür incelendiğinde TBK’ların özelliklerinin YSA ile modellenmesi noktasında genellikle proses parametrelerine odaklanılmaktadır. Bu noktada proses parametrelerinin fazlalığı ve kontrol edilebilirliğinin zorluğundan dolayı üretilen kaplamaya ait bir özelliğin ölçülmesi daha güvenilir bir YSA oluşturulmasına neden olacaktır. Bu nedenle kaplama porozitesinin modellenmesi için yüzey pürüzlülüğü verileri kullanılmıştır. Bu sayede kaplamaya zarar vermeden kaplama porozitesini daha güvenilir olarak tahmin edebilen bir yapay sinir ağı oluşturulmuştur. TBK sisteminin yoğun olarak kullanıldığı gaz türbini uygulamalarındaki son gelişmeler incelenerek ana metale etki eden sıcaklığı düşürme yöntemleri araştırılmıştır. Film soğutma olarak bilinen ve TBK ile birlikte kullanılan soğutma yöntemi üzerinde durulmuştur. Gerçek SEM görüntüleri kullanılarak film soğutmanın yüzeydeki etkileri sonlu elemanlar metodu ile incelenmiş ve yüzey pürüzlülüğünün malzeme yüzeyine etki eden sıcaklığa etkisi incelenmiştir.