Search

Bu çalışmada, alüminyum oksit, silisyum oksit, wolfram-titanyum karbür ve titanyum karbür parçacıklar ilave edilerek hazırlanan çözeltilerde, plazma elektrolitik oksidasyon (PEO) yöntemiyle AA7075 alaşımı üzerine seramik kaplamalar geliştirilmiştir. Parçacıkların ilave edildiği ana çözeltinin kimyasal bileşimi, en düşük gözenekliliğe ve en yüksek sertliğe sahip kaplamayı elde etmek için yapılan optimizasyon çalışması sonucunda belirlenmiştir. Kaplamaların faz bileşimi x-ışını kırınımı (XRD) yöntemiyle incelenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile kaplamaların yüzey morfolojisi ve kesitin mikroyapısı incelenmiştir. Enerji dağılımlı x-ışını spektrometresi (EDX) sayesinde kaplamaların kimyasal analizi yapılmıştır. Kaplamaların sertlik değerleri mikroVickers sertlik test cihazıyla ölçülmüştür. Kaplama yapılan altlık alaşımların sürtünme ve aşınma davranışını incelemek amacıyla 100Cr6 çelik ve alüminyum oksit bilyelere karşı kuru kaymalı aşınma testleri yapılmıştır. Aşınma testi sonrası yüzey profilometresiyle aşınma profili çıkarılarak aşınan malzeme hacmi hesaplanmıştır. Yapılan testler sonucunda AA7075 alaşımın yüzey sertliği ve aşınma dayanımının üretilen PEO kaplamalarla önemli ölçüde arttığı gözlenmiştir. Kaplamalar yoğun iç tabaka ve gözenekli üst tabakadan oluşmaktadır. Kaplama sertliğinin altlık/kaplama arayüzeyine yakın bölgede yüksek, yüzeye doğru ilerledikçe gözenekliliğin artışından dolayı düştüğü belirlenmiştir. Silisyum oksit parçacık içeren çözeltilerde üretilen kaplamaların diğer kaplamalara göre daha kalın ve pürüzlü olduğu tespit edilmiştir. En düşük aşınma kaybı titanyum karbür içeren çözeltilerde üretilen kaplamada elde edilmiştir. In this study, ceramic coatings were developed on AA7075 alloy by plasma electrolytic oxidation (PEO) method in different solutions prepared by adding aluminum oxide, silicon oxide, wolfram-titanium carbide and titanium carbide particles. The chemical composition of the base solution to which the particles were added was determined as a result of an optimization study to obtain the lowest porosity and the highest hardness in coating. The phase composition of the coatings was investigated by x-ray diffraction (XRD) method. The surface morphology of the coatings and the microstructure of the cross-section were investigated by scanning electron microscopy (SEM). Chemical analyzes of the coatings were made by means of energy distribution x-ray spectrometry (EDX). The hardness values of the coatings were measured by microVickers hardness tester. In order to examine the friction and wear behavior of the coated substrates, dry sliding wear tests were performed against 100Cr6 steel and alumina balls. After the wear test, the wear profile was obtained by the surface profilometer and the material volume loss was calculated. As a result of the tests, it has been observed that the surface hardness and wear resistance of the AA7075 alloy was significantly increased by the application of PEO coatings. The coatings consist of a dense inner layer and a porous outer layer. It has been determined that the coating hardness increased close to substrate/coating interface while decreasing towards the free surface due to the increased porosity. The coatings produced in silicon oxide particle-containing solutions were found to be thicker and rougher than the other coatings. The lowest wear loss was obtained in the coating produced in titanium-carbide-containing solutions. 78

Bu çalışmanın amacı, magnezyum alaşımları üzerinde mikro-ark oksit kaplamalar üretmek ve kaplamaların yapısal, mekaniksel ve tribolojik özelliklerini incelemektir. Mikro-Ark Oksitleme (MAO), magnezyum, aluminyum ve titanyum vb. hafif metallerin üzerinde koruyucu ve yüzeye iyi tutunan seramik kaplama oluşturan, çevreye karşı duyarlı ve yeni bir yüzey teknolojisidir. Bu çalışmada, otomotiv ve havacılık sanayinde çoğunlukla kullanılan AZ91D ve AM60B magnezyum alaşımları, Keronite MAO donanımı kullanılarak düşük konsantrasyonlarda potasyum hidroksit, potasyum fosfat tribazik ve sodyum aluminat ihtiva eden alkali elektrolit içerisinde yüzey işlemine tabi tutulmuştur. 10 mikron ve 25 mikron kalınlığında iki ayrı kaplama elde edilmiştir. Kaplamaların mikroyapısı ve faz bileşenleri sırasıyla taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) kullanılarak analiz edilmiştir. Kaplamaların yapışma mukavemetinin belirlenmesi amacıyla kazıma testleri yapılmıştır. MAO kaplamaların kuru ortamdaki tribolojik davranışı, 100Cr6 çelik bilya karşı elemanı kullanılarak bilya-levha aşınma çifti test modunda incelenmiştir. Test sonuçlarında, MAO kaplamaların yapışma mukavemetinin artan kaplama kalınlığı ile arttığı gözlenmiştir. MAO kaplamalar artan kaplama kalınlığıyla birlikte magnezyum alaşımlarının aşınma direncini önemli derecede arttırmıştır. Aşınma deneyleri esnasında magnezyum alaşımları için abraziv ve adheziv aşınma mekanizmaları birlikte rol alırken, MAO kaplamalar için abraziv aşınma mekanizması daha etkin olmuştur. The objective of this study is to produce micro-arc oxide coatings on magnesium alloys and to investigate their structural, mechanical and tribological properties. Micro-Arc Oxidation (MAO) is an environmentally friendly and novel surface technology that forms a protective and well adhered ceramic coating on light metals such as magnesium, aluminium and titanium. In this study, AZ91D and AM60B magnesium alloys commonly used in automotive and aerospace industries were surface-treated using Keronite MAO equipment in an alkaline electrolyte with low concentrations of potassium hydroxide, potassium phosphate tribasic and sodium aluminate. Two different MAO coatings of 10 microns and 25 microns thickness were obtained. The microstructure and phase composition of MAO coatings were analysed using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) respectively. The scratch tests were carried out to determine the adhesion strength of the MAO coatings. The tribological behaviour of MAO coatings under dry sliding conditions against 100Cr6 steel ball was investigated using ball-on-plate test configuration. The results indicated that the adhesion strength of MAO coatings was improved with increasing coating thickness. The MAO coatings significantly enhanced the wear resistance of magnesium alloys with increasing coating thickness. For uncoated magnesium alloys, abrasive and adhesive wear mechanisms acted together during sliding motion while abrasive wear mechanism was predominant for MAO coatings. 80

Hidroksiapatit (HA) kaplamalar uzun bir süredir implant malzemeler üzerinde ince film olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. 316L paslanmaz çeliği (PÇ) üstün mukavemeti, biyouyumluluğu, dayanıklılığı ve fiziksel ortamlardaki korozyona karşı olan direnci nedeniyle metalik biyomalzeme olarak kullanılmaktadır. Bu tezin temel amacı galvanostatik elektrokimyasal çöktürme tekniği kullanılarak Ca2+ ve H2PO4- içeren elektrolitlerden HA kaplamaların üretimi ve kaplamaların kimyasal kompozisyon ve morfolojik yapılarının incelenmesidir. Kaplamaların faz analizi X-ışınları difraktometrisi (XRD) ve FTIR ile karakterize edilmiştir. Kaplamaların morfolojileri taramalı elektron mikroskopu ile incelenmiştir. Ca/P atomic ve ağırlıkça oranları enerji dağılım spektrometresi (EDS) ile hesaplanmıştır ve sonuçlar XRD paternlerindeki kristalik bileşenlerin kantitatif analizi ile karşılaştırılmıştır. HA kaplamaların ortalama Kristal boyutu Scherrer eşitliğine göre hesaplanmıştır. Galvanostatik elektrokimyasal çöktürme tekniğinin 316L PÇ üzerinde HA kaplamaların çöktürülebilmesi için uygun bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır. Akım yoğunluğu, toplam yük miktarı, elektrolit konsantrasyonu ve işlem sıcaklığı gibi çöktürme parametrelerinin hangi kalsiyum fosfat fazının oluşacağında belirleyici olduğu ve bu parametrelerin kapmaların morfolojik yapısını temel olarak etkiledikleri bulunmuştur. The hydroxyapatite (HA) coatings have long been widely used on implant materials as thin films. 316L stainless steel (SS) was used as metallic biomaterial because of their superior strength, biocompatibility, durability and resistance to corrosion in physiological environment. The main objective of this thesis was to form HA coatings on medical grade 316L SS in an electrolyte containing Ca2+ and H2PO4- ions by using an galvanostatic electrochemical deposition technique and investigate the chemical composition and morphology of these coatings. The phases of depositions were characterized by X-Ray diffraction (XRD) and Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR). Morphology of the coatings was investigated by scanning electron microscope (SEM). Ca/P atomic and weight and ratios calculated by energy dispersion spectroscopy (EDS) analysis and results compared with the quantitative analysis of crystalline components in the XRD patterns. The average crystal size of HA coatings was calculated by the Scherrer?s equation. It?s concluded that galvanostatic electrochemical deposition is a useful technique to deposit HA coatings on 316L SS. The results showed that deposition parameters like current density, total amount of charge, electrolyte concentration and process temperature were determiner for which calcium phosphate phase will be deposited and they mainly affect the morphological structure of the coatings. 102