Elektrokimyasal yöntemle nikel-SiC kompozit kaplamaların üretimi ve karaterizasyon
Electrochemical production and characterization of nickel-SiC composite coatings
Yazar: SERKAN ÖZKAN
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN ORHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, elektrokimyasal yöntemle, Watts tipi nikel banyoları kullanılarak, pirinç levha üzerine saf Ni ve Ni/SiC kompozit kaplamaların üretimi gerçekleştirilmiştir. Ni/SiC kompozit kaplamaların üretiminde, akım yoğunluğu, sıcaklık, elektrolit pH değeri, karıştırma hızı, SiC tane boyutu ve konsantrasyonu gibi elektrokimyasal parametrelerin kompozit kaplamanın performans özelliklerine etkisi incelenmiştir.Ni/SiC kaplamalar SiC katılımına göre üç farklı şekilde üretilmiştir. Birinci tip kaplamalar farklı tane boyutuna sahip (0.7 µm, 2 µm ve 50 nm) SiC partiküllerinin elektrolit içerisine 5-100 gL-1 arasında değişen oranlarda katılmasıyla üretilmiştir. Bu seride SiC tane boyutu ve konsantrasyonun kaplamanın korozyon özelliklerine etkisi ayrı ayrı incelenmiştir. İkinci tip kaplamalar ise (K tipi) farklı tane boyutuna sahip SiC partiküllerinin, toplam konsantrasyonu 20 gL-1 olacak şekilde tanımlı oranlarda bir karışım olarak elektrolite ilavesiyle üretilmişlerdir. Bu aşamada farklı tane boyutlarının karışımı kullanılmıştır. Üçüncü ve son tip kaplamalar ise (G tipi) çok katmanlı kaplamalar şeklinde tanımlanabilir. G tipi kaplamalar, farklı tane boyutu ve SiC konsantrasyonuna sahip banyoların birbiri ardı sıra kullanımıyla üretilen kaplamalardır.Yapılan sistematik deneyler çerçevesinde incelenen paremetreler ve çalışılan değerler aşağıdaki verilmektedir.?SiC konsantrasyonu : 0, 5, 10, 20, 50 ve 100 g/L (dm=0.7 ?m, 2 ?m ve 50 nm)?Elektrolitin pH değeri : 2, 3, 4 ve 5?Sıcaklık : 30, 55 ve 700C?Akım yoğunluğu : 2, 4, 5, 6 ve 8 Adm-2?Karıştırma hızı : 120, 240, 360 ve 480 dak-1Kaplamaların mikroyapısının ve aşınma, sertlik, korozyon gibi özelliklerinin belirlenmesi amacıyla SEM (EDAX), XRD, Korozyon, Aşınma ve Mikrosertlik testleri gerçekleştirilmiştir. Elektrolitteki Ni2+ konsantrasyon değişimi atomik absorbsiyon (AA) cihazı ile ölçülerek akım verimi hesaplamaları yapılmıştır.

Abstract:
In thesis study, pure Ni and Ni/SiC composite coatings were produced on brass plates from Watts type nickel bath by using electrochemical technique. In the production of Ni/SiC composite coatings, the effect of electrochemical parameters such as current density, temperature, pH value of electrolyte, bath stirring rate, composition and size of SiC particles on composite coating performance were investigated.Ni/SiC composite coatings were made in three different experimental setups dependent on SiC co-deposition. The first type of Ni/SiC coatings were electroplated in electrolyte by adding SiC powders in three different sizes and between 5-100 gL-1 particle concentration. In this first batch of experiments, the effects of concentration and size of SiC particles on corrosion properties of coatings were studied. The second type coatings (K type) were produced by addition of different particle sizes of SiC powders in determined ratios, the total concentration of which equals to 20 gL-1, into the electrolyte. In these electroplating studies, powder mixture that consists of three different size of SiC particles were used. The third and the last type (G type) is multi-layer coating. G type coatings were sequentially plated in different plating baths that have SiC powders with different particle size and concentration.Values used for various experimental parameters are given below:?SiC concentration : 0, 5, 10, 20, 50 and 100 gL-1 (dm=0.7 ?m, 2 ?m and 50 nm)?pH value of electrolyte : 2, 3, 4 and 5?Temperature : 30, 55 and 700C?Current density : 2, 4, 5, 6 and 8 Adm-2?Stirring speed : 120, 240, 360 and 480 rpmProperties of resulting composite coatings such as microstructure, hardness, wear and corrosion resistance were determined by performing SEM (EDAX), XRD, corrosion, microhardness and wear tests. Current efficiency dependent on Ni+2 concentration in electrolyte was also calculated by using atomic absorpsion (AA) device.