Alüminyum-magnezyum ikili alaşımlarının mikroark oksidasyon yöntemiyle kaplama davranışına magnezyum miktarının etkisi
Effect of magnesium on hard ceramic coatings of microarc oxidation of aluminium-magnesium alloys
Yazar: RAHİME ADALI
Danışman: YRD. DOÇ. MEHMET TARAKÇI
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Kaplama = Coating ; Magnezyum = Magnesium ; Plazma = Plasma

Özet:
Bu çalışmada, saf alüminyum ve % 0,5, 1, 2, 4, 7 ve 15 magnezyum içeren ikili Al-Mg alaşımlarının, 12gr\lt Na2SiO3, 2gr\lt KOH ve saf su içeren elektrolit içerisinde, 0,144 A/cm2 akım yoğunluğunda, mikroark oksidasyonu (MAO) yöntemi kullanılarak 120 dakika süreyle yüzeyleri seramik kaplanılmıştır. Kaplamaların faz analizleri X-ışınları kırınımıyla, yüzey pürüzlüklük değerleri yüzey profilometresiyle, sertlik ölçümü mikro sertlik cihaziyla, mikroyapı ve kimyasal analizleri ise taramalı elektron mikroskobu ile yapılmıştır.Numunelerin kaplama kalınlıkları incelendiğinde, ikili Al-Mg alaşımlarının artan Mg içeriğine bağlı olarak kaplama kalınlığında artış görülmüştür. Kaplama kalınlıkları 85 µm -148 µm arasında değişmekle birlikte, en kalın kaplama ağırlıkça %7 Mg içeren alaşımda tespit edilmiştir. Kaplama sertliklerinin 750-2300 HV aralığında değiştiği tespit edilmiş olup, kaplama sertliklerinin artan Mg oranına göre artış eğilimi olduğu görülmüştür. Ayrıca, altlık içerisinde artan Mg miktarı ile yüzey pürüzlülüğü ve kaplama kalınlığının arttığı görülmüştür. XRD analizleri kaplamaların, ?-Al2O3, ?-Al2O3, ?-alümina, müllit, alüminyum oksit, Mg-Al-O fazından oluştuğunu göstermiştir. Ağırlıkça % 15 Mg içeren altlık üzerindeki kaplamada ise Mg-Al-O bileşiğinin varlığına rastlanmıştır. Kaplamalara yapılan alan EDS analizinde, kaplamaların dış bölgesinde yüksek oranda Si, Al ve O elementleri ve çok düşük miktarda Mg elementi tespit edilmiştir. Aksine, kaplamaların iç bölgesinde yüksek oranda Al ve O, düşük oranda Mg elementi görülmüştür ve Si elementine rastlanılmamıştır.

Abstract:
In this study, surface of pure Al and Al-Mg binary alloys which include 0,5, 1, 2, 4, 7 and 15 wt % of magnesium were coated for 120 min with microarc oxidation (MAO) technique in the same electrolyte containing 12 g/L Na2SiO3, 2 g/L KOH and distilled water, at 0,144 A/ cm2 current density. The coatings were characterized by X-ray diffraction, , profilometry, Vickers Microhardness measurement device, scanning electron microscopy to determine phase analysis, surface roughness, hardness, microstructure and chemical analysis of the coatings.The coating thickness of binary Al-Mg alloys increases with the increasing Mg content in alloys. The thickness of the coatings ranged from 85 µm to 148 µm. The thickest coating has been found in alloy which contains 7 wt. % Mg. The microhardness of the coatings is between 750 HV and 2300 HV and microhardness values of the coatings increase with the increasing magnesium content. It was seen that increase in Mg content in substrate material resulted surface roughness and coating thickness values to increase. XRD results showed that coatings were formed of ?-Al2O3, ?-Al2O3, ?-alumina, mullite, aluminum oxide, Mg-Al-O phases. Mg-Al-O phase was detected in the coating formed on 15 wt. % Mg containing substrate. According to the EDS results, high ratio of Si, Al, O and very small amount of Mg element were observed in outer layer of coatings. On the contrary, high ratio of Al and O elements and small amount of Mg elements was detected in the inner layers of the coatings. Not any signals of Si element were taken from inner layers of coatings.