Zirkonyum alaşımlarının sert seramik kaplama ile yüzey modifikasyonu ve elektrokimyasal davranışının incelenmesi
Surface modification of zirconium alloys by hard ceramic coating and investigation of their electrochemical behaviour
Yazar: ANIL AYGÜN
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR MALAYOĞLU
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada saf zirkonyumun (Zirkonyum702) plazma elektrolitik oksidasyon tekniği ile kaplanmasına sürenin etkisi araştırılmıştır. Yapılan optimizasyon çalışmaları sonucunda sodyum silikat, borik asit ve potasyum hidroksitten oluşan bir elektrolitte karar kılınmıştır. Yapılan deney çalışmalarında 3,5 dakika, 60 dakika ve 90 dakika seçilmiştir. Saf zirkonyum üzerinde oluşturulan ince ve kalın kaplamaların faz kompozisyonu, yüzey morfolojisi XRD, SEM ve EDS ile karakterize edildi, sertlik ölçümü, yüzey pürüzlülüğü ölçümü ve elektrokimyasal davranışını incelemek için DC korozyon testleri yapılmıştır. Elde edilen kaplamalarda 3,5 dakika için yaklaşık 4 mikron kalınlık elde edilirken, 60 dakikada 120 mikron, 90 dakika için yaklaşık 190 mikron kalınlık elde edilmiştir. Kaplamaların sertlik değerleri ise 266HV ile 414HV arası değişim göstermektedir. Yüzey pürüzlülük değerleri ise süre ile beraber artış eğilimindedir. Elektrokimyasal davranışı incelemek için ise yüzde 3,5'lik sodyum klorür çözeltisinde en kalın ve en ince kaplama için 25, 40 ve 80 santigrad derecede korozyon testleri yapılmıştır. Korozyon test sonuçlarına bakıldığında sıcaklık arttıkça çekilen akımın arttığı, korozyon hızının arttığı, kırılma potansiyellerinin düştüğü görülmektedir. Sonuç olarak kaplamalı ve kaplamasız numunelerin sonuçları karşılaştırıldığında korozyon hızının 50 ile 200 kat arasında azalma olduğu görülmekte ve korozyona karşı direnç kazandığı saptanılmıştır

Abstract:
In this study, the effect of time on coating pure zirconium (zirconium 702) with plasma electrolitic oxidation technique has been investigated. Tests were performed in an electrolyte containing sodium silicate, boric acid and potassium hydroxide. Coating procedure were conducted in three different coating time as 3.5, 60 and 90 minutes. Phase composition, surface morphology were characterized by XRD and SEM coupled with EDS. Electrochemical behavior DC corrosion tests were performed. While nearly 4 microns thickness has been obtained in 3.5 minutes. Thickness is 120 microns for 60 minutes and about 190 microns thickness for 90 minutes. The hardness of coatings changes between 266HV and 414HV. Surface roughness values have a tendency of rising on time. To observe electrochemical activities, corrosion tests have been applied on 25, 40, and 80 centigrade degree for the thinnest and the thickest coatings in percentage 3.5 sodium chloride solution. According to the results, current and corrosion speed increase as long as the temperature increases. And breakdown potentials decrease. In conclusion, when the results of coated and uncoated materials were compared, corrosion speed decreases between 50 and 200 times and it has been verified that the corrosion resistance was improved.