PEO yöntemi ile AA2014 alaşımı üzerine h-BN/Al2O3 nanokompozit kaplamaların büyütülmesi; yapısal ve tribolojik özelliklerinin karakterizasyonu


Doç. Dr. Taha Çağrı ŞENOCAK

Tez Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Türkiye

Tez Danışmanı: Ersin Arslan

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Bu tezi destekleyen bir program bulunmamaktadır

Özet:

Alüminyum (Al) ve alaşımları, yüksek dayanım-ağırlık oranı, iyi döküm özelliği ve düşük termal genleşme özelliklerinden dolayı otomotiv ve havacılık sektöründe önemli bir yere sahiptir. Al ve alaşımları üzerinde doğal olarak oluşan pasif oksit tabakası onları aşınma ve korozyona karşı korumasına rağmen bu karakteristik özellikleri agresif çevrelerde çokta yeterli olmamaktadır. Birçok yüzey iyileştirme işlemleriyle Al ve alaşımlarının aşınma özellikleri arttırılarak uygulama alanları genişletilmektedir. Bu işlemler arasında plazma elektrolitik oksidasyon (PEO) yöntemi kullanılarak büyütülen Al2O3 kaplamalar Al ve alaşımlarının aşınma ve korozyon özellikleri üzerinde önemli katkılar sağlamaktadır. Bununla birlikte sert seramik Al2O3 tabakasının yüksek abrazif aşınma davranışından dolayı aşınma oranındaki hızlı artış bu kaplamalar için ciddi bir dezavantaj oluşturmaktadır. Bu çalışmada, AA2014 alaşımının tribolojik özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla, PEO yöntemi kullanılarak katı yağlayıcı özelliğe sahip h-BN nanopartiküller içeren bir elektrolit içerisinde Al2O3/h-BN nanokompozit kaplamalar büyütüldü. Kaplamalar parametrelerinin farklı seviyelerinde TaguchiL9(34) deney tasarımı yöntemine göre büyütüldü. Al2O3/h-BN nanokompozit kaplamaların kalınlıkları girdap akımlarıyla, yapısal özellikleri XRD, SEM-EDS, atmosfer şartlarındaki tribolojik özellikleri pin-on-disk aşınma testi ile tespit edildi. Sonuçlar PEO yönteminde kullanılan gerilim, görev döngüsü, frekans parametrelerinin ve nanopartikül miktarının sürtünme katsayısı ve aşınma oranı üzerinde bağıl etkiye sahip olduğunu gösterdi. Doğrulama deneyleri sonrası en düşük sürtünme katsayısı 0.23 ile 420/-100V, 1000 Hz, %20 görev döngüsü ve 8 g/L nanopartikül miktarında, en düşük aşınma oranı ise 7.79x10-5 mm3/Nm ile 420/-100V, 1000 Hz, %10 görev döngüsü ve 12 g/L nanopartikül miktarında büyütülen kaplamalardan elde edildi. Anahtar kelimeler: AA2014, PEO, h-BN, Katı yağlayıcı, Aşınma, Sürtünme katsayısı