Katodik ark PVD yöntemiyle ZrN ve Zr/ZrN kaplamalarının biriktirilmesi
Deposition of ZrN and Zr/ZrN coatings by the cathodic arc PVD method
Yazar: MURAT ÇALIŞKAN
Danışman: DOÇ. DR. NURHAN CANSEVER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Günümüzde artan rekabet ortamının beraberinde getirdiği daha düşük maliyetli ve üstünperformanslı üretim yapabilme hedefi ve azalan hammadde kaynaklarının paralelinde yüzeyteknolojileri diye adlandırılan malzemenin bütünü yerine dış kısmında yapılan geliştirmelerikapsayan alternatif prosesler git gide önemini arttırmıştır. Geleneksel yöntemlerin ötesindenanometre boyutunda kaplamaların söz konusu olduğu üstün performanslı kaplamalar genelolarak ince film kaplamalar adı altında toplanmaktadır. 1990'lı yıllardan itibaren önemikatlanarak artan bu tipte kaplamalar içerisinde de en geniş kullanıma sahip olanlar ince nitrürfilm kaplamalar adı verilen alt gruptur.Bu çalışmada yüzey teknolojileri ve ince film kaplama olgularından bahsedildikten sonra incenitrür film kaplamaların göreceli en fazla kullanım görenlerinden kısaca bahsedilmiştir.Sektörler bazında ince nitrür filmlerin uygulama alanları ve genişleyen pazar hacimlerindensöz edilmiştir. Son olarak ise ince filmlerin başlıca üretim yöntemi olan buhar biriktirmeteknikleri anlatılarak deneysel çalışmalara geçilmiştir.Deneysel çalışmalarda katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi kullanılarak ZrN veZr/ZrN kaplamalar yüksek hız çeliği ve düşük karbonlu çelik alt malzemeler üzerinebiriktirilmiştir. Yapılan kaplamaların X-ışını difraksiyon analizleri gerçekleştirilerek yapıdakifazlar ve tercihli yönlenmeleri belirlenmiştir. Yine ince film kaplamalarda üstün özelliklerinsağlanmasında kritik noktalardan biri olan filmin alt malzemeye yapışma kabiliyetinin tayiniiçin Rockwell-C indentasyon testi yapılarak filmlerin yapışma özellikleri belirlenmiş ve ilgilidiğer çalışmalarla karşılaştırmalar yapılmıştır. Son olarak kaplama kalınlıkları tespit edilerekkaplama kesit görüntüleri tarama elektron mikroskobunda incelenmiştir.Anahtar kelimeler: nce nitrür film kaplamalar, fiziksel buhar biriktirme (PVD), kimyasalbuhar biriktirme (CVD), iyon kaplama, ZrN, Zr/ZrN.JÜR :1. Doç. Dr. Nurhan CANSEVER (Danışman) Kabul Tarihi: 07.10.20052. Prof. Dr. Mustafa Ç Ğ DEM Sayfa Sayısı: 923. Doç. Dr. Seyfettin ERTURAN

Abstract:
In present time, in the name of the greater challenge in marketing, the goal of manufacturinglow cost materials and efficient productivity, and in the parallel of reducing raw materialsources, alternative processes, which are called surface technologies, that include theimprovements on the outer part of the material rather than the whole material, get greatimportance day by day. Beyond the traditional methods, generally nano-meter scaled,supreme performance coatings studied under the topic of thin film coatings. Thin nitride filmcoatings which are the sub-family of this type coatings have increased their importance afternineteen nineties.In this study we mentioned briefly the most common used thin nitride film coatings after thefacts of surface technologies and thin film coatings were disclosed. Thin nitride filmsapplication fields and expended market size mentioned that is based on sectors. Lastly, thevapor deposition technics which are the major processing methods of the thin film coatingsdescribed and then experimental studies are explained.In experimental studies, ZrN and Zr/ZrN coatings are deposited on to high speed steel andlow carboned steel sub-materials by using cathodic arc physical vapor deposition technic. TheX-ray diffraction analysies of the coatings performed and the phases of the structure andpreferred orientations are determined. To reveal the adhesion ability of the film onto sub-materials, which is one of the critic points of understanding the thin nitride films? supremeproperties, Rockwell-C indentation test is applied to films and comparisons with the otherrelated studies have beeen made. At last the coating thicknesses are calculated and the fracturesurfaces of the thin film coatings are examined in scanning elcectron microscobe.Keywords: Thin nitride film coatings, physical vapor deposition (PVD), chemical vapordeposition (CVD), ion plating, ZrN, Zr/ZrN.JURY:1. Asist. Prof. Dr. Nurhan CANSEVER (Supervisor) Date: 07.10.20052. Prof. Dr. Mustafa Ç Ğ DEM Page: 923. Asist. Prof. Dr. Seyfettin ERTURAN