Daldırma yöntemiyle böhmitik alümina kaplanmış gözenekli paslanmaz çeliklerin özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the properties of porous stainless steels coated with boehmitic alumina by dip coating method
Yazar: YASEMİN KENAR
Danışman: PROF. DR. SUAT YILMAZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yüksek oranda gözenek içeren 17-4 PH martensitik paslanmaz çelik numuneler, toz metalurjisi esaslı boşluk yapıcı-sinterleme yöntemiyle üretilmiştir.
Deneysel çalışmada, 17-4 PH çelik tozları ve bor tozu, polivinilalkol çözeltisiyle karıştırılmış ve hedeflenen gözenekliliği sağlayacak üre metal tozuna ilave edilmiştir. Elde edilen karışım 180 MPa basınçta preslenerek silindirik ham numuneler elde edilmiştir. Ham numunelerdeki üre oda sıcaklığındaki suda çözündürülerek uzaklaştırılmıştır. Bağlayıcının uzaklaştırılması termal bağlayıcı giderme işlemiyle, sinterleme çevrimi sırasında gerçekleştirilmiştir. Ham numuneler 1260 °C de 40 dakika hidrojen atmosferinde sinterlenmiştir. 
Tez kapsamında sol-jel tekniğine uygun olarak α-alümina üretmek amacıyla manyetik ısıtıcı-karıştırıcı ile dört boyunlu reaktör içinde ısıtılmış saf su içine alüminyum izopropoksit (AIP) alkoksit hammaddesi ilave edilerek hidroliz, sonrasında HCl ilavesiyle de peptizasyon işlemleri gerçekleştirilerek, böhmit (AlOOH) jel elde edilmiştir. Yukarıda bahsi geçen gözenekli paslanmaz çelik numuneler elde edilen böhmitik jel içinde 7 gün, 14 gün ve 21 gün süreyle derin daldırılarak bekletilip kürlenmiştir. Ardından yaklaşık 1260̊ C sıcaklıkta yapılan ısıl işlemle böhmit (AlOOH) α-alümina (α-Al2O3)'ya dönüştürülmüştür. Daha sonra elektrokimyasal korozyon davranışı, açık porozite, bulk yoğunluk gibi fiziksel ve kimyasal özellikler test edilmiştir. Testlerden elde edilen tüm sonuçlar, SEM-EDS gibi karakterizasyona yönelik analizlerle birlikte irdelenmiş ve değerlendirmeler yapılmıştır.
Elektrokimyasal korozyon testleri yapay vücut sıvısı ortamlarında, 3-elektrotlu elektrokimyasal hücre sistemi içerisinde, potansiyostat ile gerçekleştirilmiştir. Alaşımların korozyon özellikleri elektrokimyasal korozyon ölçüm teknikleri (Tafel eğrileri, potansiyodinamik polarizasyon, lineer polarizasyon direnci (LPR), çevrimsel polarizasyon, elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ile değerlendirilmiştir. Yapay vücut sıvısının pH değeri ve flor içeriğinin numunelerin korozyon davranışına etkisi incelenmiştir.
Numunelerden metal iyon salımları ve ağırlık kaybı yapay vücut sıvısı içerisinde farklı sürelerde statik daldırma testleri ile belirlenmiştir. Statik daldırma testleri sırasında gerçekleşen metal iyon salım miktarı endüksiyonla çiftlenmiş plazma-kütle spektroskopisi (ICP-MS) cihazı ile tespit edilmiştir.

Abstract:
In the present study, highly porous 17-4 PH martensitic stainless steel foam  was manufactured by space holder technique. In the experimental study, 17-4 PH steel powders and born powders were mixed with polyvinylalcohol solution and added to the urea metal powder to provide the targeted porosity. The obtained mixture was pressed at 180 MPa and the cylindrical raw samples were obtained. The urea in the raw samples was removed by dissolving in water at room temperature. Removal of the binder was performed during the sintering cycle by thermal deblocking. Raw samples were sintered in an atmosphere of Ar 1260 ° C for 40 minutes. 
In the scope of the thesis, hydrolysis by adding aluminum isopropoxide (AIP) alkoxide raw material into heated pure water with magnetic heater-mixer in order to produce α-alumina in accordance with the sol-gel technique, and then boehmite gel were obtained by peptidization with addition of HCl. The aforementioned porous stainless steel samples were dip-coated and cured in a obtained boehmite gel for 7 days, 14 days and 21 days. Then, by heat treatment at about 1230 ° C, the boehmite (AlOOH) was converted to α-alumina (α-Al2O3). Physical and mechanical properties such as electrochemical corrosion behavior, open porosity, bulk density were then tested. All the results obtained from the tests were analyzed and evaluations were carried out along with the analysis for characterization such as SEM-EDS. 
Electrochemical corrosion tests were carried out in simulated body fluid with 3-electrode electrochemical cell system with potentiostat. Corrosion properties of the alloys were evaluated by electrochemical corrosion measurement techniques (Tafel curves, potentiodynamic polarization, linear polarization resistance (LPR), cyclic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS). 
The effect of simulated body fluid pH value and fluorine content on the corrosion behavior of the samples were investigated. Metal ion oscillations and weight loss from the samples were determined by static immersion tests at different times in simulated body fluid. The amount of metal ion released during static immersion tests was determined by induction coupled plasma-mass spectroscopy (ICP-MS).