Bilgisayar kontrollü çok fonksiyonlu akım kaynağı tasarımı ve uygulamaları
Computer controlled multifunctional current source design and applications
Yazar: GÜLÇİN MÜHÜRCÜ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KEMAL KÜLEKCİ
Tarsus Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Akım denetimi = Current control ; Elektrodepozisyon = Electrodeposition ; Yüzey kaplama = Surface coating

Özet:
Elektrodepozisyon tekniği, uzun yıllardır metalik kaplamalar üretmek için kullanılan en ekonomik yöntemlerden biridir. Elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplama proseslerinde temel hedef, aşınma, korozyon, yüksek sıcaklık dayanımı, sertlik gibi konularda malzeme yüzeyleri için daha iyi sonuçlar elde etmektir. Elektrodepozisyon yöntemi ile  metal kaplamaların üretimi için yaygın olarak Doğru Akım (DC) kullanılır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, DC elektrodepozisyon yöntemine ek olarak kaplama işlemleri için Pulse Akım (PC) ve Pulse Reverse Akım (PRC) elektrodepozisyon yöntemlerini kullanmanın ve akım dalga formundaki değişikliklerin kaplama sonuçlarını olumlu yönde etkileyebileceği gösterilmiştir.
Bu tez çalışmasında, elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplama işlemini gerçekleştirebilmek amacı ile mühendislik alanında kullanılan temel sinyalleri akım dalga formlarına dönüştürebilen yeni bir akım kaynağı (akım üreteci) sistemi tasarlanmıştır. Akım üreteci sistemi, güç elektroniği devre topolojilerinden olan Buck Converter ve H-Bridge kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öngörülen akım dalga biçimlerini üretmek için, doğrusal olmayan bir algoritma olan Yapay Sinir Ağı (YSA), hibrit güç elektroniği sistemine uyarlanmıştır. Üretmiş olduğumuz yeni nesil akım üreteci sistemi kullanılarak elektrodepozisyon yöntemi ile maksimum akım (Imax) koşulu için kaplama deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kaplama işleminde katot olarak Bakır (Cu) ve anot olarak Nikel (Ni) kullanılmıştır. Kaplama deneyleri, her akım formu için 3 farklı frekansla tekrarlanmıştır. Kaplama sonrasında, kaplanan alanların yüzey morfolojisi ve kenar kaplama başarısı incelenmiş ve DC, PC ve PRC yöntemleri ile karşılaştırılarak sonuçlar tartışılmıştır.

Abstract:
Electrodeposition technique is one of the most economical methods used to produce metallic coatings for many years. The main goal in metal coating processes with the electrodeposition method is to achieve better results for material surfaces in matters such as wear, corrosion, high temperature resistance, and hardness. Direct Current (DC) is commonly used for the production of metal coatings by electrodeposition method. Recent studies have shown that in addition to the DC electrodeposition method, using Pulse Current (PC) and Pulse Reverse Current (PRC) electrodeposition methods and changes in the current waveform can positively affect the coating results.
In this thesis, a new current source (current generator) system that can convert basic signals used in engineering to current waveforms for metal plating with electrodeposition method is designed. The current generator system has been implemented using power electronics circuit topologies, Buck Converter and H-Bridge. Artificial Neural Network (ANN), a non-linear algorithm, has been adapted to the hybrid power electronics system to generate predicted current waveforms. Later, coating experiments were carried out with electrodeposition method using a new generation current generator system. Copper (Cu) is used as cathode and Nickel (Ni) as anode in the coating process. Coating tests have been carried out for constant maximum current (Imax) conditions. The experiments were repeated with 3 different frequencies for each coating current signal. After coating, surface morphology and edge coating success of the coated areas were examined and the results were discussed by comparing with DC, PC and PRC methods.