PVD Yöntemi Kullanılarak Kaplanan PEEK Numunelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
Mechanical Analysis of PEEK Samples Coated Using PVD Method Examining the Features
Yazar: Cüreoğlu, Arif; Şap, Emine; Uzun, Mahir
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 13 No. 2, 2022
Anahtar kelimeler: Mechanical Engineering ; Makine Mühendisliği ; PEEK,Physical Vapor Deposition Method,Ceramic Coating,Mechanical Properties ; PEEK,Fiziksel Buhar biriktirme,Seramik kaplama,Mekanik özellikler

Polimer malzemeler endüstride özellikle farklı makine elemanları olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Kullanıldıkları ortamlarda, metal malzemelere kıyasla aşınma dayanımları özellikle kimyasal ortamlar da söz konusu olduğunda oldukça düşük olmaktadır. Dolayısı ile polimer malzemeler, bu ortamlara daha dayanıklı elementler ile kaplanabilirlerse dayanımları çok daha yüksek olacaktır. Bu çalışmada, dayanımı arttırabilmek amacıyla literatürde rastlanılmayan PEEK (polieter eter keton)’un PVD yöntemlerinden biri olan manyetik alan sıçratma yöntemi ile kaplaması gerçekleştirilmiştir. Altlık malzeme olarak 30x30 mm² boyutlarında kare kesitli, 3 mm kalınlığında 3 adet saf PEEK numuneler kullanılmıştır. Numunelerin yüzeyi, kalın taneliden ince taneliye doğru sırası ile 400, 600 ve 1200 numara kum zımparası ile yüzey pürüzlülük değeri ortalama Ra=0.248 olana kadar parlatılmıştır. Daha sonra PEEK numuneler PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme) kaplama yöntemlerinden olan manyetik alanda sıçratma yöntemi kullanılarak biri VN diğeri ise CrY(V)N ile kaplanmıştır. Kaplama işleminden sonra numunelere sertlik ve aşınma testi uygulanmıştır. Sonuç olarak, saf haldeki PEEK numuneye göre VN kaplanmış PEEK numunenin sertlik değerinin %34 arttığı, CrY(V)N kaplanmış PEEK numunede ise sertlik değerinin yaklaşık %40 arttığı görülmüştür. Aşınma deneyi ile ilgili olarak yükteki artış sonucunda, numunelerde aşınma kayıpları da artmıştır. En yüksek kütle kaybının CrY(V)N ve VN kaplı numunede olduğu görülmüştür.

Polymer materials are widely used in industry, especially as different machine elements. In the environments in which they are used, their abrasion resistance is very low compared to metal materials, especially when it comes to chemical environments. Therefore, if polymer materials can be coated with elements that are more resistant to these environments, their strength will be much higher. In this study, coating of PEEK (polyether ether ketone), which is not encountered in the literature, with magnetic field sputtering method, which is one of the PVD methods, was carried out in order to increase the strength. Three pure PEEK samples with a square section of 30x30 mm² and a thickness of 3 mm were used as the base material. The surface of the samples was polished with 400, 600 and 1200 grit sandpapers, from coarse to fine grain, respectively, until the surface roughness value was Ra = 0.248. Then, PEEK samples were coated with one VN and the other with CrY(V)N using the magnetic field sputtering method, which is one of the PVD (Physical Vapor Deposition) coating methods. After the coating process, hardness and abrasion tests were applied to the samples. As a result, it was observed that the hardness value of the VN-coated PEEK sample increased by 34% compared to the pure PEEK sample, while the hardness value of the CrY(V)N-coated PEEK sample increased by approximately 40%. As a result of the increase in the load related to the wear test, the wear losses in the samples also increased. The highest mass loss was observed in the CrY(V)N and VN coated samples.