AZ31 magnezyum alaşımı üzerine CeO2 ilaveli peo kaplamaların korozyon davranışının araştırılması
The investigation of corrosion behavior of peo coatings on AZ31 magnesium alloy by incorporation the CeO2 particles
Yazar: AHMET MELİK YILMAZ
Danışman: PROF. DR. ERSİN ARSLAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Endüstriyel bir yüzey modifikasyon işlemi olarak bilinen Plazma Elektrolitik Oksidasyon (PEO) yöntemi; Mg ve alaşımlarının korozyon ve aşınma özelliklerinin iyileştirilmesinde çoğunlukla tercih edilen bir kaplama tekniğidir. Bununla birlikte, PEO kaplama tabakasının sınırlı faz kompozisyonu ve gözenekli yapısı uzun vadede korozyondan koruma hedefini olumsuz yönde etkilemektedir. Oksit tabakasının büyümesi esnasında oluşan gözeneklerin mikro veya nano boyutlu partiküllerle doldurulması tekniği son yıllarda PEO işlemine yeni bir yaklaşım kazandırmıştır. Bu sayede partiküller yardımıyla kusurların kapatılabileceği ve üretilen kaplamaların kompozisyon aralığı ve işlevselliğinin arttırılabileceği düşünülülmektedir. Bu çalışma; magnezyum alaşımı üzerine büyütülen PEO kaplamalara partikül ilavesinin yüzey morfolojisine, mikroyapıya, faz kompozisyonuna ve korozyon davranışına nasıl etki edeceği araştırması üzerine odaklanmıştır.  Bu amaç doğrultusunda çalışma MgAZ31 taban malzemesi üzerine PEO yöntemi ile nano boyutlu seryum oksit (CeO2) partikülleri içeren MgO/CeO2 nanokompozit kaplamaların büyütülmesini hedeflemiştir. Farklı miktarlarda CeO2 nano partikül içeren elektrolit içerisinde büyütülen kaplamaların yapısal özellikleri, yüzey morfolojisi, kaplama kalınlıkları ve korozyon davranışı partikülsüz PEO kaplaması ile karşılaştırılmıştır. Araştırma sonuçları nano partiküllerin PEO kaplamaların yoğun gözenekli yapısını tamamen dolduramadığını, kaplama büyüme hızını azalttığını ve CeO2 nano partiküllerin yapı içerisine inert olarak dâhil olduğunu gösterdi. Ayrıca korozyon direncinin partikül miktarına bağlı olarak MgO/CeO2 nanokompozit kaplamaların partikülsüz MgO kaplamalara göre daha yüksek olduğu tespit edildi.

Abstract:
Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) method known as an industrial surface modification process; it is a coating technique commonly chosen to improve the corrosion and wear properties of Mg and its alloys. Besides, the limited phase composition and porous structure of the PEO coating layer influnce negatively the long-term objective of corrosion protection.  In recent years, the tecnique fiiling the micro or nano-sized particles into porous oxide layer during coating process is a novel approach for PEO. By this means, it is considered possible to incrase the composition range and functionality of the coatings by eliminating the coating defects with incorporation the particles. This investigtaion focuses on how surface morfology, microstructure, ohase composition and corrosion behavior of incorporaotion of particles into PEO coatıngs on AZ31 magnesium alloy. In accordance with this purpose, this study aims at growth MgO/CeO2 nanocomposite coatings by using PEO tecnique in the electrolyte containing nano-sized cerium oxide (CeO2) particles on MgAZ31 substrate. The structural properties, surface morphology, coating thickness and corrosion behavior of the coatings grown in electrolyte containing different amounts of CeO2 nanoparticles were compared with the particle-free PEO coating. The research results showed that the nanoparticles could not completely fill the dense porous structure of the PEO coatings, reduced the coating growth rate and that the CeO2 nanoparticles are incorporated into the structure as inert. In addition, it is determined that the corrosion resistance of MgO/CeO2 nanocomposite coatings is higher than MgO coatings without particle.