Manyetik alanda sıçratma yöntemiyle polimer malzemelerin SiC ile kaplanması
Coating of polymer materials with SiC by magnetron sputtering technique
Yazar: DUYGU BAYRAKTAROĞLU
Danışman: PROF.DR. HÜSNÜ ATAKÜL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Kaplama = Coating

Özet:
Hafif olmaları, kolayca sekillenebilmeleri ve kırılgan olmamaları nedeniyle seffafpolimer malzemeler endüstriyel uygulamalarda son yıllarda cam yerine kullanılmayabaslanmıstır. Buna karsın polimer malzemelerin cam malzemeye göre çizilme direncidüsüktür. Bu dezavantaj, polimer malzemelerin üzerine koruyucu kaplama yapılarakgiderilmeye çalısılmaktadır. Bu çalısmada; basit, ucuz ve temiz bir proses olan fizikselbuhar biriktirme (FBB) yöntemi ile stiren akrilonitril (SAN) ve genel amaçlı polistiren(GPPS) seffaf polimer malzemelere SiC kaplama yapılarak polimer malzemelerinçizilme direncini gelistirmek, cam malzeme yerine kullanabilirligini arastırmakamaçlanmıstır. FBB teknolojisi kullanılarak, SAN ve GPPS üzerine yapılan SiCkaplamalara çesitli testler uygulanarak özellikleri belirlenmis ve performanslarıarastırılmıstır. Çalısmalarda, SAN ve GPPS malzemelere yapılan SiC kaplamaçalısmaları olumlu sonuçlanmıstır. SAN ve GPPS polimer malzemeleri üzerinebiriktirilen SiC kaplamanın amorf yapıda oldugu görülmüstür. Polimer malzemeyüzeyleri üzerinde biriktirilen SiC kaplama tabakasında SiC dısında SiO2 ve CO2 gibibilesiklerin bulundugu da saptanmıstır. SiC kaplama tabakasının kalınlıgı 50-150nm'dir. SiC kaplama yapılarak SAN ve GPPS polimer malzemelerin çizilme direnci veultraviyole dayanımı arttırılmıstır. Kaplama kosulları, yüzeyde biriken kaplamatabakasının çizilme direncini etkileyebilmektedir. Kaplama basıncının artması(vakumun azalması) ile çizilme direnci artmakta ve 5x10-3 torr (0.67 Pa) basınçdegerinde asimptotik bir degere ulasmaktadır. SiC kaplama, sıcaklık, sıcaklıkdegisimlerinden, tuzlu su ve rutubetten etkilenmemektedir. Buna karsın, kaplamatabakası bazik ve asidik karakterdeki çözeltilerden olumsuz sekilde etkilenmektedir.Anahtar Kelimeler: SiC kaplama, Koruyucu kaplama, Manyetik alanda sıçratma,Polimer malzeme, XPS

Abstract:
Recently, transparent polymer materials have being used in many industrialapplications instead of glass, due to their favor properties such as low weight, beingeasily shaped and brittleness. However, polymer materials have less scratch resistancethan glass. In order to compensate this disadvantage, the polymer materials are coatedwith protective transparent layers. The aim of this study is investigate the coating ofstyrene acrylonitrile (SAN) and general purpose polystyrene (GPPS) with SiC by usingPVD, a simple, cheap and clean process, in order to improve their scratch resistanceand possibility of using these coated polymers to replace glass. Characteristics of theSiC film coated on the polymers were determined by using various techniques. In thestudy, SAN and GPPS were successfully coated with SiC. The SiC coatings on bothpolymers were determined to have amorphous structure. The thickness of SiC coating is50-150 nm. The SiC coating enhanced the scratch and ultraviolet resistances of SAN andGPPS polymers. The coating conditions may affect the scratch resistances of the SiCcoating. The scratch resistance of the coating increased with increasing coating pressureand retained a steady state asymptotic value after 5x10-3 torr (0.67 Pa). The SiC coatingalso did not affect the temperature, the temperature changes, the salt water and thehumiditiy. However, the coating layer can be damaged by basic and acidic solutions.Keywords: SiC coating, Proctive coating, Magnetron sputtering, Polymer Material, XPS