Sol-jel yöntemi ile hazırlanmış katkılı ZrO2 ile galvaniz kaplamaların karşılaştırılması
Comparison of galvanized coatings with additive ZrO2 prepared by sol-gel method
Yazar: MERT CAN EMRE
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM HALİL MUTLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Daldırma kaplama yöntemi = Dipping coating method ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Bu çalışmada, farklı düzeylerde katkısız ve polimer katkılı ZrO2 çözeltiler sol-jel yöntemi ile hazırlandı. Kaplamada kullanılacak altlıklar kaplama öncesinde yüzeyleri zımparalanarak saf su ve aseton ile temizlenmiştir. Daha sonra sol-jel metodu farklı molar oranlarda hazırlanan ZrO2 'li organometal çözeltiler altlıklar üzerine 1, 3 ve 5'şer kat daldırma yöntemiyle kaplama yapılmıştır. Altlıklar üzerine kaplanan katkısız hibrit ZrO2 ince filmler 5oC/dakika hızla 300oC'ye; buna karşın polimer katkılı hibrit ZrO2 ince filmler ise 85oC'ye ısıtılan fırın içerisinde 30 dakika süreyle ısıl işlemlere tabi tutulmuştur. Isıl işlem sonrası ince filmler %3,5 NaCl ortamında korozyon direnci Tafel Ekstra Polarizasyon (TP) ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), yöntemleri ile ölçümleri yapılmıştır. Kaplanan numunelerin yüzeyinde morfolojik değişiklikler Polarize Işık Mikroskobu,  Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-ray kırınımı (EDS), X-ışını difraktometresi (XRD) incelenmiş ve hazırlanan bu sol-jel kaplamaların sertlik ölçümleri de yapılmıştır.  Uygulanan farklı molaritedeki çözeltiler ve katkılar neticesinde elde edilen bulgular, NaCI ortamında hazırladığımız kaplanmış numuneler galvanizle kıyaslandığında daha iyi bir koruma sağladığı görülmüştür. TP ölçümü sonucunda ZrO2-3 ve ZrO2-4 katkılı numunelerin daha iyi korozyon direnci sağladığı gözlenmiştir.  EIS ölçümü sonucunda ise çözeltideki yoğunluk artışı ve kaplamadaki kat artışı ile doğru orantılı olarak korozyon direncinde artış sağlanmıştır. Tüm kaplamalar incelendiğinde Zr02+polimer katkılı-3 ve 4 çözeltileri ile kaplanan numunelerin en iyi korozyon direnci sağladığı saptanmıştır.

Abstract:
İn this study, pure and polymer-added ZrO2 solutions at various levels were prepared by sol-gel method. Surface of samples were cleaned first sand paper and then  with pure water and acetone. Later, organometal solutions with ZrO2 prepared by sol-gel method at different molar ratios were coated with 1, 3 and 5 layers by dipping method over the substrates. The hybrid ZrO2 thin films coated on the substrates were heated at a speed of 5 oC/ minute to      300 oC; On the other hand, hybrid ZrO2 thin films with polymer additives were heated for 15 minutes in an oven heated to 85 oC. After heat treatment, the corrosion resistance of thin films in 3.5% NaCl environment was measured by Tafel Extra Polarization (TP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) methods. Morphological changes on the surface of the coated samples were examined by Polarized Light Microscope, Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive X-ray diffraction (EDS), X-ray diffractometer (XRD). In addition, hardness measurements were made in the prepared coatings. The findings obtained as a result of the applied solutions and additives at different molarities showed that the coated samples we prepared in NaCl environment provided a better protection compared to galvanized coating. As a result of TP measurement, it was observed that ZrO2-3 and ZrO2-4 coated samples provided better corrosion resistance. The density increase in the solution and the layer increase in the coating provided corrosion resistance in direct proportion as a result of EIS measurement. When all the coatings were examined, it was determined that the samples coated with Zr02 + polymer-added solutions 3 and 4 provided the best corrosion resistance.