Seramiklerin yüzeylerinin metalleştirilmesi
Surface metallization of ceramics
Yazar: MUHAMMET FURKAN NAR
Danışman: DOÇ. DR. FATİH KAHRAMAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Metalizasyon = Metallization ; Püskürtme = Spraying ; Seramikler = Ceramics ; Yüzey kaplama = Surface coating

Özet:
Günümüzde metal ve alaşımlarının ağırlaşan çalışma şartlarında istenilen özellikleri sağlayamadığı durumlarda, plastikler, kompozitler ve seramikler gibi yeni malzeme grupları devreye girmektedir. Son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte yüzeyi metalize edilmiş malzemelere başta savunma sanayi, güneş enerjisi üretimi, uzay ve uçak endüstrisi, biyomedikal, haberleşme, bilgisayar ve elektronik, vakum elektroniği, yarı iletkenler ve optik gibi pek çok endüstriyel alanda ihtiyaç duyulmasına neden olmuştur. Bu çalışma kapsamında seramik malzeme yüzeyinde ince bir metal kaplama oluşturularak metal-seramik bir yapı elde edilmesi sağlanmıştır. 

     Seramik malzemenin metalleştirilmesi işleminde bir termal sprey yöntemi olan soğuk püskürtme (cold-spray) yöntemi kullanılmıştır. Soğuk püskürtme yüksek parçacık hızı ve düşük çalışma sıcaklığını temel alan bir yöntem olup, bu yöntem ile oluşturulan kaplamalarda oksijen içeriği ve gözeneklilik minimum seviyede olmaktadır, ayrıca altlık malzemesine ısı girdisi minumum seviyededir. Bu özellikleri sayesinde soğuk püskürtme yöntemi ile seramik malzemeler üzerinde kaplama oluşturulabilmektedir.

     Çalışma kapsamında kaplanılacak altlık malzemesi olarak alümina seramik malzeme seçilmiştir. Altlık üzerinde bakır ve alüminyum içerikli tozlar ile kaplamalar oluşturulmuştur. Numuneler metalografik muayeneye, sertlik, bağlanma mukavemeti ve elektrik iletkenliği deneylerine tabi tutularak elde edilen sonuçlar incelenmiştir.

Abstract:
Nowadays, when metal and alloys cannot provide the desired properties under heavy working conditions, new material groups such as plastics, composites and ceramics needed. With the advancing technology in recent years, surface metallized materials are needed in many industrial areas such as defense industry, solar energy production, space and aircraft industry, biomedical, communication, computer and electronics, vacuum electronics, semiconductors and optics. Within the scope of this study, a metal-ceramic structure was obtained by forming a thin metal coating on the ceramic material surface.

     Cold-spray method, which is a thermal spray method, has been used in the metallization process of ceramic material. Cold spraying is a method based on high particle velocity and low operating temperature, oxygen content and porosity are minimal in coatings created by this method, and the heat input to the substrate material is at a minimum level. Due to this feature, a coating can be formed on the ceramic materials by cold spraying method.

     In the scope of the study, alumina ceramic material was chosen as the substrate material to be coated. Coatings with copper and aluminum-containing powders were formed on the base. The results obtained by subjecting the samples to metallographic examination, harness measurement, bond strength test and electrical conductivity measurement were examined.