Sentetik Al-Ti alaşımlarının mikroark oksidasyon tekniği ile kaplanması
Coating of synthetic Al-Ti alloys with microarc oxidation technique
Yazar: ONUR YUCAK
Danışman: DOÇ. DR. YÜCEL GENÇER
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında sentetik ikili Al-Ti alaşımlarının mikroark oksidasyon (MAO) yöntemi ile kaplanmasında, altlıktaki Ti miktarının kaplama işlemi ve elde edilen kaplamaların özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İndüksiyon fırınında kontrollü atmosferde üretilen atomik % 1, 2, 4, 6, 8 Ti içeren Al-Ti alaşımları ve saf Al altlıklar üzerinde, 2 g/l KOH ve 12 g/l Na2SiO3 içeren elektrolitik solüsyon içerisinde 120 dakika süreyle MAO kaplamalar yapılmıştır. Kaplamaların, yüzey pürüzlülüğü, kalınlığı, mikro sertliği, mikroyapısı, yüzey morfolojisi, kimyasal içeriği ve faz kompozisyonunun karakterizasyonu profilometre, girdap akımı test cihazı, mikro sertlik cihazı, X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılım spektrometresi (EDS) ile yapılmıştır. Altlık kompozisyonundan bağımsız olarak bütün kaplamalar müllit (Al6Si2O13), alfa-Al2O3, gama-Al2O3 ve epsilon-Al2O3 fazlarından oluşmuştur. Kaplamalarda yüksek miktarda alüminyum bulunduğu, alüminyum ve oksijen miktarının kaplama boyunca değişmediği, silisyum miktarının ise kaplamaların yüzeyine yakın bölgelerinde iç kısımlarına göre daha fazla olduğu belirlenmiştir. Altlıklardaki Ti miktarının artışına bağlı olarak kaplamaların yüzey pürüzlülüğü ve kalınlıkları dikkate değer bir değişim göstermezken, mikro sertliği düşmüştür. Bütün kaplamalarda en yüksek mikro sertlik değerleri kaplamaların yoğun iç tabakasına karşılık gelen ara yüzeyden itibaren 5-45 μm'lik kısmında alfa-Al2O3 fazının sürekli veya süreksiz band şeklide çökelti olarak bulunduğu bölgelerde ölçülmüştür. Özellikle Al-6Ti ve Al-8Ti numuneleri üzerindeki kaplamalarda intermetalik faza karşılık gelen bölgelerde bu çökeltilerin oluşmadığı gözlemlenmiştir. Kaplamalarda ölçülen en yüksek mikro sertlik değeri yaklaşık 2500 HV olup ara yüzeyden kaplama yüzeyine doğru mikro sertlik değerleri düşmüştür.

Abstract:
In this study, effects of Ti content on behavior and properties of microarc oxidation (MAO) coatings produced on binary Al-Ti alloys were investigated. Binary Al-Ti alloys containing 1, 2, 4, 6, 8 at. % Ti produced in induction furnace under controlled atmosphere and pure aluminum were coated in electrolytic solution containing 2 g/l KOH and 12 g/l Na2SiO3 for 120 minutes. Coating characterization was carried out using profilometer, eddy current tester, microhardness tester, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS) to determine surface roughness, thickness, microhardness, microstructure, surface morphology, chemical and elemental composition of coatings. Regardless of substrate chemical composition, all coatings consist of müllite (Al6Si2O13), alpha-Al2O3, gamma-Al2O3 and epsilon-Al2O3 phases. It was determined that high amount of aluminum was present in coatings, oxygen and aluminum contents did not change through coating cross section, whereas silicon content was significantly higher in near-surface regions than inner regions of coatings. With increasing Ti content, thickness and surface roughness of coatings did not show significant change whereas microhardness of coatings decreased. In all coatings highest microhardness value was measured in denser inner region corresponding to 5-45 μm part from interface in regions where alpha-Al2O3 phase was found as continuous or discontinuous band shaped precipitates. Especially coatings produced on Al-6Ti and Al-8Ti samples, precipitates did not formed in the regions corresponding to intermetallic phases. The highest microhardness value measered was nearly 2500 HV and hardness values have decreased from interface towards surface.