Mikro ark oksidasyon işlemi ile kaplanmış 3003 alüminyum alaşımının yapısal ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and tribological properties of 3003 aluminum alloy coated by micro arc oxidation process
Yazar: PINAR SEZGİN
Danışman: PROF. DR. BÜLENT ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Aşınma = Wear ; Mikro ark oksidasyon = Micro arc oxidation ; Sürtünme = Friction

Özet:
Bu çalışmada, fosfat katkılı ve alüminat katkılı iki farklı elektrolit çözelti ile uygulanan mikro ark oksidasyon işlemi sonucunda 3003 alüminyum alaşım numunelerinin yüzeylerinde oluşan oksit tabakasının yapısal karakterizasyonu ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Bu iki çözeltide MAO yöntemi ile kaplanan 3003 alüminyum alaşımı numuneleri ve kaplamasız numunelerin karakterizasyon analizleri için XRD, SEM ve 3D yüzey profilometresi ölçüm tekniklerinden yararlanılmıştır. Lineer ileri-geri (reciprocating) sistemi ile gerçekleştirilen triboloji deneylerinde ise yükler 2 N, 5 N ve 10 N seçilmiştir.
Elde edilen sonuçlardan iki farklı çözeltide MAO yöntemi ile kaplanan 3003 Al numunelerinde gözenekli oksit tabakası oluştuğu görülmüştür. Alüminatlı çözeltide MAO yöntemi ile kaplanan numunenin yüzey pürüzlülüğü ve kaplama kalınlığı, fosfatlı çözeltide MAO yöntemi ile kaplanan numuneye göre daha fazladır. Her iki kaplamada hâkim fazların α-Al2O3 ve γ-Al2O3 olduğu gözlemlenmiştir. MAO yöntemi ile kaplanmış numunelerde en yüksek sürtünme katsayıları 2 N ve 5 N yüklerdeyken, 10 N yük altında sürtünme katsayısı azalmıştır. Fosfatlı çözeltide kaplanan numunenin aşınma direncinin alüminatlı çözeltide kaplanan numunenin aşınma direncinden daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the structural characterization and tribological properties of the oxide layer formed on the surfaces of 3003 aluminum alloy samples as a result of the micro arc oxidation process applied with two different electrolyte solutions with phosphate doped and aluminate doped were investigated. XRD, SEM and 3D surface profilometry measurement techniques were used for the characterization analyzes of 3003 aluminum alloy samples coated by MAO method and uncoated samples in these two solutions. In the tribology experiments performed with the linear reciprocating system, 2 N, 5 N and 10 N loads were selected.
From the results obtained, it was observed that a porous oxide layer was formed in 3003 Al samples coated by the MAO method in two different solutions. The surface roughness and coating thickness of the sample coated by the MAO method in aluminate solution is higher than the sample coated by the MAO method in phosphate solution. It was observed that the dominant phases in both coatings were α-Al2O3 and γ-Al2O3. While the highest coefficients of friction were at 2 N and 5 N loads, the friction coefficient decreased under 10 N loads in the samples coated by the MAO method. It was observed that the abrasion resistance of the sample coated in the phosphate solution was higher than the abrasion resistance of the sample coated in the aluminate solution.