Alüminyum parçaların bor içeren malzemeler ile kaplanması
Covering aluminum parts with boron containing materials
Yazar: İSMAİL GÜNDÜZ
Danışman: PROF. DR. ATİLLA EVCİN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Akımsız kaplama = Electroless coating ; Daldırma kaplama yöntemi = Dipping coating method ; Elektrokaplama = Electroforming ; Metal kaplama = Metal coating ; Sodyum borohidrür = Sodium borohidride ; Yüzey kaplama = Surface coating ; Yüzey kaplama malzemeleri = Surface coating materials

Özet:
Alüminyum ve alaşımları dayanıklı ve ekonomik olmalarından dolayı günümüzde otomotiv, havacılık ve uzay, inşaat, gibi çeşitli alanlarda tercih edilmektedir. Bu metalin birçok alanda tercih edilmesine rağmen bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bunların başında ilk akla gelen korozyon direncinin ve aşınma direncinin düşük olmasıdır. 1946 senesinde ilk olarak bu dezavantaja yönelik çalışmayı iki arkadaş olan Riddel ve Brinnel tarafından gerçekleştirilmiştir. Yaptıkları çalışmada akımsız yöntem kullanarak alüminyum yüzeyine nikel kaplayarak yüzeyde sert, aşınmaya ve korozyona dirençli bir tabaka oluşturdular. Tercih edilen bu yöntemde herhangi bir elektrik kaynağına ihtiyaç gerekmemektedir. Ayrıca bu yöntemin diğer yüzey kaplama yöntemlerine göre en büyük avantajı kaplamanın tüm yüzeyde homojen ve sabit kalınlıkta kaplamalar elde edilebilir olmasıdır. 
Yapılan bu çalışmada Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının yüzeylerine akımsız Ni-B kaplanması hedeflenmektedir. Yapılan literatür çalışmaları sonucunda uygun bir Ni-B banyosu hazırlanmıştır. Kaplama yapılacak olan alüminyum alaşımları banyoya alınmadan önce belirli ön işlemlerden geçirilerek kaplamaya hazır hale getirilmiştir. Kaplama parametresi olarak farklı kaplama süreleri ile çalışılmıştır. 10 dk, 20 dk, 30 dk, 60 dk ve 90 dk' kaplama sürelerine sahip numuneler hazırlanmış ve 4000C'de 2 saat tavlama işlemi gerçekleştirilmiştir. 
Yapılan kaplama ve tavlama işlemlerinden sonra numuneler SEM, XRD faz analizi, korozyon testi ve sertlik testleri yapılaması üzere analiz laboratuvarına gönderildi. 
Gelen sonuçlar doğrultusunda kaplamaların yüzeyde başarılı bir şekilde oluştuğu gözlenmiştir. Yapılan XRD testinin sonuçları doğrultusunda elde ettiğimiz Ni-B kaplamadaki fazlar literatürdeki Ni-B kaplamalar neticesinde elde edilen fazlarla uyuştuğu gözlemlenmiştir. 
Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının korozyon dirençlerinin ölçülmesinde GAMRY G750TM kullanılmış ve %3.5 NaCl çözeltisi içerisinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlardan her iki alaşımda da yapılan kaplamaların korozyona karşı direnç gösterdiği ve böylelikle istenilen hedefe ulaşıldığı gözlemlenmiştir. 
Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının Vicker sertlik testi ölçümlerinde Shimadzu HMV-G-20 kullanılmıştır. Yapılan analiz 50 gr yük altında 10 sn süreyle her numune için 5 adet ölçüm gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde her iki alaşımda da gerçekleştirilen kaplamaların sertlik değerleri saf numuneye göre fazla olduğu, literatürdeki değerlerle uyuştuğu ve istenen hedefe ulaşıldığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Because aluminum and its alloys are durable and economical, they are preferred in various fields such as automotive, aviation and space, construction. Although this metal is preferred in many areas, it also has some disadvantages. The first thing that comes to mind is the low corrosion resistance and wear resistance. In 1946, the first study on this disadvantage was carried out by two friends, Riddel and Brinnel. In their study, by using electroless method, they coated the aluminum surface with nickel and formed a hard, wear and corrosion resistant layer on the surface. In this preferred method, no electricity source is required. In addition, the biggest advantage of this method compared to other surface coating methods is that the coating can be coated with homogeneous and constant thickness on the entire surface.
In this study, Al. Electroless Ni-B coating is aimed on the surfaces of 2024 and 7075 alloys. As a result of the literature studies, a suitable Ni-B bath was prepared. Before the aluminum alloys to be coated are taken into the bath, they are made ready for coating by undergoing certain pre-treatments. As a coating parameter, different coating times were studied. Samples with coating times of 10 min, 20 min, 30 min, 60 min and 90 min were prepared and annealed at 4000C for 2 hours.
After the coating and annealing processes, the samples were sent to the analysis laboratory for SEM, XRD phase analysis, corrosion test and hardness tests.
According to the results, it was observed that the coatings formed on the surface successfully. It was observed that the phases in the Ni-B coating, which we obtained in accordance with the results of the XRD test, matched with the phases obtained as a result of the Ni-B coatings in the literature.
Get. GAMRY G750TM was used to measure the corrosion resistance of 2024 and 7075 alloys and was carried out in 3.5% NaCl solution. From the results obtained, it was observed that the coatings made on both alloys showed resistance to corrosion and thus the desired target was achieved.
Get. Shimadzu HMV-G-20 was used for Vicker hardness test measurements of 2024 and 7075 alloys. The analysis was carried out 5 measurements for each sample for 10 seconds under 50 g load. When the results obtained are examined, it has been observed that the hardness values of the coatings performed on both alloys are higher than the pure sample, they match the values in the literature and the desired target has been achieved.