Development of rare earth based conversion coating with improved corrosion resistance of high strength aluminium alloys
Yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarının korozyon direncini artıran nadir toprak elementleri bazlı dönüşüm kaplamasının geliştirilmesi
- Tez No: 1017662
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alüminyum alaşımları, düşük yoğunlukları ve çökelme sertleşmesi sayesinde elde edilen yüksek mekanik dayanımları nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak alaşım elementlerinin oluşturduğu heterojen mikroyapı, lokalize korozyona karşı duyarlılığı artırmaktadır. Hekzavalent krom esaslı dönüşüm kaplamaları etkili korozyon koruması sağlamasına rağmen, toksik yapıları ve giderek sıkılaşan çevresel düzenlemeler sebebiyle çevre dostu alternatiflerin geliştirilmesini gerekli kılmıştır. Bu tez çalışmasında, çevre dostu alternatifler olarak nadir toprak elementi esaslı dönüşüm kaplamaları incelenmiş ve yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlarına uygulanan daldırma tipi lantanyum esaslı kaplamalara odaklanılmıştır. Çalışma, AA6061 ve AA7075 alüminyum alaşımları üzerinde gerçekleştirilmiş, ayrıca karşılaştırma amacıyla çıplak altlıklar da değerlendirilmiştir. Kaplama parametrelerinin etkileri banyo pH değerlerinin (2, 3.8 ve 5) ve sıcaklıklarının (25 °C ve 45 °C) değiştirilmesiyle araştırılmıştır. Oluşturulan yüzey filmleri; morfoloji, faz bileşimi ve elementel dağılımın belirlenmesi amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-Işını Kırınımı (XRD), Enerji Dağılımlı Spektroskopi (EDS) ve elementel haritalama yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Korozyon direnci, Tafel polarizasyonu ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) yöntemleri ile değerlendirilmiştir. Ayrıca kaplama performansı ve yapışma özelliklerini incelemek amacıyla kaplama kalınlığı ölçümleri, çizikli tuz püskürtme testi ve Pull-Off testi uygulanmıştır. Sonuçlar, banyo koşullarının elektrokimyasal performans ve yapışma davranışı üzerinde önemli etkileri olduğunu göstermiştir. En yüksek korozyon direnci, pH 3.8 koşulunda ve özellikle 45 °C'de elde edilmiş, 25 °C'de de iyileşmiş performans gözlenmiştir. Bununla birlikte, kaplanan numunelerin yapışma performansı çıplak altlık ile benzer seviyede kalmıştır. Genel olarak elde edilen elektrokimyasal sonuçlar, lantanyum esaslı kaplamaların yüksek dayanımlı alüminyum alaşımları için çevre dostu alternatifler arasında umut verici bir potansiyele sahip olduğunu ve gelecekteki çalışmalar için önemli bir yaklaşım sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Aluminium alloys are widely used in industry due to their low density and high mechanical strength achieved through precipitation hardening. However, the heterogeneous microstructure formed by alloying elements increases susceptibility to localized corrosion. Although hexavalent chromium-based conversion coatings provide effective corrosion protection, their toxicity and increasingly strict environmental regulations have encouraged the development of environmentally friendly alternatives. In this thesis, rare-earth-based conversion coatings are investigated as environmentally friendly solutions, focusing on immersion-type lanthanum-based coatings applied to high-strength aluminum alloys. The study is conducted on AA6061 and AA7075, with bare substrates evaluated for comparison. The effects of coating parameters are investigated by varying bath pH values (2, 3.8, and 5) and temperatures (25 °C and 45 °C). The formed surface films are characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), and elemental mapping to evaluate morphology, phase composition, and elemental distribution. Corrosion resistance is assessed using Tafel polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). In addition, coating thickness, Scribed Salt Spray Testing, and Pull-Off test are conducted to evaluate coating performance and adhesion properties. The results demonstrate that bath condition parameters significantly influence electrochemical performance and adhesion behavior. Among all conditions, the best corrosion resistance is obtained at a bath pH of 3.8, particularly at 45 °C, with improved performance also observed at 25 °C. However, adhesion performance remained comparable to the bare substrate. Overall, the electrochemical results indicate that lanthanum-based coatings show promising potential as environmentally friendly alternatives for high-strength aluminum alloys and represent a promising direction for future studies.
Benzer Tezler
- Recycling of waste NdFeB magnets for recovery of rare earth elements by combining pyro- and hydrometallurgy
Piro/hidrometalurjik tekniklerle nadir toprak elementlerinin atık NdFeB mıknatıslardan geri kazanımı
ELİF EMİL KAYA
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
PROF. DR. KARL BERNHARD FRİEDRİCH
- Modern kaynak teknolojisinin 100 yılı: Teknik buluşlar, kalite yönetimi, standartlar
Başlık çevirisi yok
MURAT AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHADDİN ANIK
- Production and characterization of white light based on energy up conversion mechanisms in Yb+3,Nd+3,Tm+3 rare earth ions doped y2o3-sio2 nano-phosphor materials
Yb+3,Nd+3,Tm+3 nadir toprak iyon katkili Y2O3-SiO2 nanofosfor malzemelerde üst enerji̇ dönüşüm mekanizmasına dayalı beyaz ışık üretimi ve karakterizasyonu
HATUN ÇINKAYA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- Boya duyarlı güneş pilleri için boya ve elektrolit geliştirilmesi
Development of dyes and electrolytes for dye sensitized solar cells
BURAK ÜNLÜ
- Synthesis, temperature sensing and white light production properties of the lithiumniobate and tungstenoxide modifed TeO2+Yb2O3+Er2O3 optical glasses
Lityumniobat ve tungstenoksit katkılı TeO2+Yb2O3+Er2O3 optik camların sentez, sıcaklık algılama ve beyaz ışık üretimi özellikleri
GÜLİZ KONCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK