Titanyum alaşımlarından biri olan Ti6Al4V'un anodizasyon ve Sol-jel kaplama ile yüzey özelliklerinin iyileştirilebilirliğinin araştırılması
Investigation of the improvement of the surface properties of Ti6Al4V, one of the titanium alloy, with the anodization and Sol-jel
Yazar: HULUSİ KEREM GÜNDÜZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT TOPUZ
İstanbul Gedik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Savunma Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies ; Sivil Havacılık = Civil Aviation ; Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Anodizasyon = Anodization ; Aşınma = Wear ; Havacılık = Aviation ; Havacılık endüstrisi = Aviation industry ; Kaplama = Coating ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Havacılık sanayisinde ve tıp sektöründe oldukça yaygın kullanılan metalik malzemelerden biri titanyum alaşımdır. (Ti-4Al-6V) Bu malzemenin insan ile biouyumlu olmasının yanı sıra hafif, korozyona karşı dirençli olması, mukavemet özgül ağırlık oranı nedeniyle yüksek hızla çalışan titreşimli parçalarda oldukça tercih edilir. Fakat her ne kadar istenilen ihtiyaçlara karşılık versede zamanla üzerinde yüzeysel aşınmalar, titreşimler ve kimyasal tepkimeler sonucu istenmeyen hasarlara maruz kalmaktadır. İşte bu nedenle çeşitli yüzeysel koruyucular, yüzey işlemeleri ve yüzey kaplama işlemleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada Boeing ve benzeri uçakların dış iskelet parçalarında ve bazı titreşime maruz kalan kısımlarında kullanılan titanyum alaşım malzemesinin (Ti-4Al-6V) belirli parametreler sabit tutularak anodizasyon ve sol-jel kaplama yapılması ve kaplamalar sonrasındaki numunelerin sabit değerler ile tuz banyosu korozyon testi yapılması amaçlanmıştır.
Bu çalışmada iki farklı kimyasal yüzey kaplama işlemi ile hazırlanan titanyum malzemelerin yüzey özelliklerinde oluşturduğu etki gözlenmektedir. Hazırlanan üç adet titanyum kupona (Ti-4Al-6V) anodizasyon, kaplamasız ve sol-jel kaplama sonrasında sertlik, yüzey pürüzlülük testi, tuz banyosu testi yapılmış olup kaplama yüzeyi optik mikroskop ve elektron mikroskobu ile incelenip karşılaştırılmıştır.
Malzemeler Kale Havacılık Sanayi A.Ş. Ambarından özel test kuponlarından standart ölçülerde seçilmiştir. Kale Havacılık Sanayi A.Ş. Kalite Güvence ve Kontrol bölümü ve Özel Prosesler bölümünde özel kimyasal işlemler, kumlama ve kaplamaları yapılmış olup testleri ve inceleme görüntüleri yine bu bölümlerde tamamlanmıştır. Bu tez yapılırken deneysel çalışmalarda iş sağlığı ve güvenliği kurallarına uyulmuştur.

Abstract:
One of the metallic materials used quite widely in the aerospace industry and the medical sector is titanium alloy (Ti-4Al-6V). In addition to being biocompatible with humans, this material is highly preferred in vibrating parts operating at high speed due to its lightweight, corrosion resistance, and strength specific gravity ratio. However, although they meet the desired needs, they are exposed to unwanted damage as a result of superficial abrasions, vibrations and chemical reactions over time. That is why various surface preservatives, surface treatments, and surface coating processes have been developed. In this study, it was aimed to make anodizing and sol-jel coating of titanium intake material (Ti-4Al-6V) used in exoskeleton parts and some vibration-exposed parts of Boeing and similar aircraft by keeping certain parameters constant and to perform salt bath corrosion tests with fixed values of samples in the question of coatings.
In this study, the effect of titanium materials prepared by two different chemical surface coating processes on the surface properties is observed. After anodization, uncoated and Sol-jel after coating hardness, surface roughness test, and salt bath test were performed on three prepared titanium coupons (Ti-4Al-6V), and the surface coating was examined and compared with an electron and optical microscope.
Materials were selected in standard sizes from special test coupons from the warehouse in Kale Aerospace Industry Inc. Kale Aerospace Industry Inc. Special chemical treatments, sandblasting and coatings have been made in the Quality Assurance and Control department and Special Processes department, and their tests and inspection images have been completed in these departments. In the experimental studies of this thesis, occupational health and safety rules were followed.