7075 alüminyum alaşımının skandiyum oksit kaplanarak yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of surface properties for 7075 aluminum alloy by coating with scandium oxide
- Tez No: 1012104
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF BURAK BOZKURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Makine mühendisliği, Mechanical engineering
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde amaç 7075 alüminyum alaşımı üzerinde elektroforetik kaplama yöntemi ile skandiyum oksit esaslı bariyer tabaka biriktirilerek, taban malzemenin aşınma ve korozyon performansının artırılmasıdır. Al7075 alaşımı üzerine, yüzey hazırlama işlemlerinin ardından anodik elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemi kullanılarak farklı biriktirme süreleri ve farklı Sc₂O₃ içeriklerinde kaplamalar gerçekleştirilmiştir. EPD işlemi sabit gerilim altında uygulanmış olup, biriktirme süresi ve Sc₂O₃ miktarının kaplama morfolojisi ve performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen tüm numune gruplarının kuru ve sıvı ortam koşullarında aşınma ve elektrokimyasal korozyon davranışları değerlendirilmiştir. Elektrokimyasal korozyon testlerinde elektrolit ortamı olarak NaCIçözeltisi kullanılmıştır. Numunelerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonu; X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), mikrosertlik ölçümleri ve profilometre analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, tüm numune gruplarının yüzey ıslanabilirlik özellikleri statik temas açısı ölçümleri kullanılarak belirlenmiştir. Tribolojik testler, karşılıklı hareketli (reciprocating) aşınma test düzeneğinde 1 N normal yük altında gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal korozyon davranışının belirlenmesinde açık devre potansiyeli (OCP), çevrimsel potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EES) yöntemlerinden yararlanılmıştır. Farklı biriktirme süreleri ve Sc₂O₃ içeriklerinde anodik EPD yöntemiyle elde edilen kaplamalar arasında, S120 kodlu numune tüm deneysel testler kapsamında en iyi performansı sergilemiştir. SEM ve yüzey analizleri, S120 numunesinde daha homojen, sürekliliği yüksek ve kompakt bir kaplama yapısının oluştuğunu göstermiştir. Bu yapının, kaplama–taban malzeme etkileşimini iyileştirdiği ve yüzey bütünlüğünü artırdığı belirlenmiştir. Tribolojik test sonuçları, S120 numunesinin mikrosertlik açısından daha yüksek değerlere sahip olduğunu ve aşınma hacmi ile sürtünme katsayısının diğer numune gruplarına kıyasla daha düşük seviyelerde gerçekleştiğini ortaya koymuştur. Elektrokimyasal korozyon testlerinde ise S120 numunesinin daha pozitif açık devre potansiyeli ve daha düşük korozyon akım yoğunluğu sergilemesi, kaplamanın elektrokimyasal reaksiyonları etkin biçimde sınırlandırdığını göstermektedir. Elde edilen bulgular birlikte değerlendirildiğinde, 0,1 gr Sc₂O₃ içeriği ve 20 dakika biriktirme süresi kombinasyonuna sahip olan S120 numunesinin, Al7075 alaşımı üzerinde gerçekleştirilen anodik EPD kaplamalar arasında yüzey bütünlüğü, aşınma ve korozyon direnci açısından en dengeli ve en etkin performansı sunduğu sonucuna varılmıştır. Anodik EPD yaklaşımıyla elde edilen Sc2O3 kaplı Al7075 numunesinin aşınma ve korozyona karşı yüzey özellikleri iyileştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to improve the wear and corrosion performance of the substrate material by depositing a scandium oxide-based barrier layer on 7075 aluminum alloy using an electrophoretic coating method.Coatings were prepared on Al7075 alloy using the anodic electrophoretic deposition (EPD) method after surface preparation, with different deposition times and Sc₂O₃ contents. The EPD process was applied under constant voltage, and the effects of deposition time and Sc₂O₃ content on coating morphology and performance were investigated. The wear and electrochemical corrosion behavior of all obtained sample groups was evaluated under dry and liquid conditions. NaCl solution was used as the electrolyte medium in electrochemical corrosion tests. Structural and morphological characterization of the samples was performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), microhardness measurements, and profilometer analyses. In addition, the surface wettability properties of all sample groups were determined using static contact angle measurements. Tribological tests were performed in a reciprocating wear test setup under a normal load of 1 N. Open circuit potential (OCP), cyclic potentiodynamic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy (EES) methods were used to determine the electrochemical corrosion behavior.Among the coatings obtained by the anodic EPD method with different deposition times and Sc₂O₃ contents, sample S120 exhibited the best performance in all experimental tests. SEM and surface analyses showed that a more homogeneous, highly consistent, and compact coating structure was formed in sample S120. It was determined that this structure improved the coating-substrate interaction and increased surface integrity. Tribological test results revealed that sample S120 had higher microhardness values and lower wear volume and friction coefficient compared to other sample groups. In electrochemical corrosion tests, sample S120 exhibited a more positive open-circuit potential and lower corrosion current density, indicating that the coating effectively limited electrochemical reactions. When the obtained findings are evaluated together, it is concluded that the S120 sample, with a combination of 0.1 g Sc₂O₃ content and 20 minutes deposition time, offers the most balanced and effective performance in terms of surface integrity, wear and corrosion resistance among anodic EPD coatings performed on Al7075 alloy. The surface properties of the Sc2O3-coated Al7075 sample, obtained through the anodic EPD approach, have been improved in terms of resistance to wear and corrosion.
Benzer Tezler
- 7075 alüminyum alaşımının freze ile işlenmesinde minimum soğutma sıvısı kullanmanın performans karakteristiklerine etkisi
Effect of minimum quantity coolant usage on performance characteristic in milling of 7075 aluminum alloy
MESUT HÜSEYİNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. NİHAT TOSUN
- 7075 alüminyum alaşımının mekanik ve mikroyapı özelliklerine santrifüj dökümde kalıp malzemesinin etkileri
The effects of mold material on the mechanical and microstructuralproperties of 7075 aluminum alloy in centrifugal casting
MEHMET DURGUN
Doktora
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KAPLAN
- Aluminyum 7075 alaşımının sodyum klorür ortamında çukur korozyonuna amino asit ve hidroksi karboksilik asitlerle nitrat iyonunun etkisi
Başlık çevirisi yok
AYSEL YURT
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. GÖZEN BEREKET
- Alüminyum 7075 alaşımının titreşim altında katılaştırılması ve çökelme sertleşmesiyle karşılaştırılması
Solidifying of aluminum 7075 alloy under vibration and comparison with prediction hardening
MUSTAFA GÜLMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AGAH AYGAHOĞLU
- Alüminyum 7075 alaşımının akışla şekillendirme ve yaşlandırma işlemi sonrası mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the microstructure and mechanical properties of aluminum 7075 alloy after flowforming and ageing process
ABDULKERİM KELLECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN