Termiyonik vakum ark yöntemi ile bazı iki boyutlu hegzagonal yapıların üretilmesi
Production of some two dimensional hexagonal structures by thermionic vacuum arc method
Yazar: CANER MUSAOĞLU
Danışman: PROF. DR. SUAT PAT
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ile makineleşme gün geçtikçe artmaktadır. Makineleşmenin artması ile yaşanan problemler de artmakta ve bunlara yönelik yeni çözüm önerileri geliştirilmektedir. Bu tez çalışmasında makinelerde yaşanan sürtünme probleminin çözümü için öneriler geliştirilmiştir. 
Gündelik hayatta ortalama üretilen enerjinin %25'i sürtünme yüzünden kaybedilmektedir. Bu değer beklenenin çok üzerinde bir orandır. Yaşanan bu kayıplar maliyet artışlarına neden olmaktadır. Ayrıca sürtünme ile parçalar arasında aşınma yaşanarak parçaların ömürleri de azalmaktadır.
Tez çalışmasında hekzagonal yapıda iki boyutlu katı yağlayıcı olarak Bor Nitrür ve Molibden Disülfit kullanılmıştır. Katı yağlayıcı malzemelerde alttaş olarak sanayide en çok kullanılan alüminyum, paslanmaz çelik, nikel ve titanyum tercih edilmiştir. İlk kez bu tez çalışması ile "Termiyonik Vakum Ark" sistemi kullanılarak katı yağlayıcı kaplamalar gerçekleştirilmiştir.
"Termiyonik Vakum Ark" sistemi, diğer kaplama sistemlerine göre üstün özellikler göstermektedir. Sistemde plazma ile kaplama yapılmakta olup, alttaşlara zarar verebilecek ısı oluşmamaktadır. Bu nedenle metallerde kaplama yapmak için en ideal sistem "Termiyonik Vakum Ark" sistemi olmuştur.
Tez çalışmasında sürtünme problemi için geliştirilen kaplamalar üzerinde yapısal inceleme için X-ışını kırınım ve RAMAN kayması ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Yüzey özelliklerini incelenmesi için atomik kuvvet mikroskobu ve temas açısı ölçümleri yapılmıştır. Sürtünme değerlerinin belirlenmesi için aşınma testleri yapılmıştır.
Gerçekleştirilen testlerin sonucunda en düşük sürtünme değeri alüminyum alttaş üzerinde gözlemlenmiştir. Nikel alttaşlarda daha sabit bir sürtünme değeri elde edilmiş ve alttaşların aşınma direnci arttırılmıştır. Paslanmaz çelik alttaş üzerinde de daha kararlı bir sürtünme değeri elde edilmiş ve aşınma direnci arttırılmıştır. Titanyum alttaşta ise sürtünme değerleri azaltılmış ve aşınma direnci arttırılmıştır.

Abstract:
Mechanization increases with the developing technology day by day. With the increase mechanization, the problems and new solutions are developed for them. In this thesis, the suggestions have been developed for the solution of friction problem in machines. 
In daily life, 25% of the average energy produced is lost due to the friction. This value is much higher than expected. These losses cause incremental costs. In addition, the friction and abrasion between the parts reduce the working life of the parts.
In this thesis, boron nitride and molybdenum disulfide are used as two dimensional solid lubricant in hexagonal structure. Aluminum, stainless steel, nickel and titanium, which are commonly used in industry, are preferred as substrates in solid lubricant materials. In this thesis, solid lubricant coatings were carried out by using "Thermionic Vacuum Arc" for the fist time.
"Thermionic Vacuum Arc" system displays superior features compared to other coating systems. The system is coated with plasma and there is no heat that can damage the substrates. Therefore, the ideal system for coating metals is "Thermionic Vacuum Arc" system.
In this study, X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy were used for structural investigation on coatings developed for friction problems. Atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements were performed to investigate surface properties. Abrasion tests were carried out to determine the friction values. 
As a result of tests, the lowest friction value was observed on the aluminum substrate. Nickel substrates have constant friction value and the abrasion resistance of the substrates was increased. A stable friction value is obtained on stainless steel substrates and the abrasion resistance of the substrates was increased. In titanium substrates, friction values were decreased and abrasion resistance was increased.