TiN-Sb nanokompozit ince filmlerin hibrit yöntemle kaplanması ve karakterizasyonu
Production and characterization of nanocomposite TiN-Sb by hybrid-coating system
- Tez No: 166291
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
TiN-Sb NANOKOMPOZIT İNCE FİLMLERİN HİBRİT YÖNTEMLE KAPLANMASI VE KARAKTERİZAS YONU ÖZET Malzemelerin aşınmaya karşı dayanımlarının arttırılması için nitrör ve karbür esaslı sert seramik kaplamalar uzun süredir uygulanmaktadır. Sertlikleri 40 GPa'a kadar olan kaplamalar sert, 40 GPa'nın üzerinde olan kaplamalar çok sert kaplamalar olarak adlandırılmaktadır. Çok sert kaplamaların üretiminde temel olarak süperlatis ve nanokompozit kaplamalar kullanılmaktadır. Nanokompozit kaplamalar mekanik özelliklerini, tane boyutunun küçülmesi ile deformasyon mekanizmalarında gerçekleşen değişimden aldığı için, diğer kaplamalara oranla mekanik kararlılığı daha yüksektir. Nanokompozit kaplamalar iki sert veya biri sert diğeri yumuşak fazdan oluşan iki farklı yapıda üretilebilmektedir. Yumuşak faz alternatiflerinin sert faz alternatiflerinden daha çok olması, biri sert diğeri yumuşak fazdan oluşan nanokompozitleri daha ilgi çekici yapmaktadır. Bu çalışmada antimon miktarındaki değişimin, sert/yumuşak faz kompozisyonundan oluşan TiN-Sb nanokompozit kaplarım mekanik ve mikro yapısal özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Taban malzemesi olarak seçilen yüksek hız çelikleri (YHÇ), Ra= 0.08 um yüzey pürüzlülüğü elde edilene kadar parlatılmıştır. Taban malzemeleri parlatmanın ardından sıcak alkali temizleme banyosunda ultrasonik olarak temizlenmiş ve ardından aseton içerisinde kurutulmuştur. Kaplama öncesi, -600, -800 ve -1000 V bias voltajı uygulanarak 3 dakikalık temizleme ve ısıtma işlemi uygulanmıştır. Kaplama işlemi, ark katodu ve magnetron buharlaştırıcısı karşılıklı olacak şekilde (Hibrit sistem) numune döndürülerek yapılmıştır. Kaplamalar, Titanyum katot ve antimon target kullanılarak 60 dakika boyunca bias voltajı uygulamadan gerçekleştirilmiştir. Magnetrona uygulanan güç, titanyum katot sayısı ve uygulanan ampere bağlı Antimon içeriğindeki değişiklik EDS ile saptanmıştır. Üretilen kaplamaların, Cu-Ka radyasyonu kullanılarak XRD incelemeleri yapılmıştır. Sherrer formülü kullanılarak kaplamaların tane boyutları hesaplanmıştır. ıxAntimon miktarındaki artışa bağlı piklerde genişleme eğilimi ve buna bağlı tane ufalması gözlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobunda gerçekleştirilen kırık yüzey analizinde, artan antimon miktarına bağlı olarak saf TiN'ün kolonsal yapısının kaybolduğu gözlenmiştir. Fischer Ultra Mikrosertlik cihazında ölçülen kaplama sertliklerinin, antimon miktarına bağlı ilkönce artıp sonrasında düştüğü saptanmıştır. x
Özet (Çeviri)
PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF NANOCOMPOSITE TiN-Sb BY HYBRID-COATING SYSTEM SUMMARY Carbide and nitride based hard ceramic coatings are widely utilized for improving the resistance of surfaces against wear. Coatings that have hardness up to 40 GPa are named as hard coatings; if the hardness is over 40 GPa it is called supper hard coatings. In super hard coating applications mainly superlatis and nanocomposite coatings are being used. Mechanical properties of nanocomposite coatings are based on the change in deformation mechanism with the decreasing grain size, they are more stable then other super hard coatings. Nanocomposit can be composed of two hard or one hard and one soft phases. Because of that there are more soft phase alternatives than hard phases, soft and hard phases combinations are more attractive then two hard phases. At this work, a combination of hard and soft phases is studied. In TiN-Sb nanocomposite, based on the antimonium content, mechanical properties and microstructures are investigated. High Speed Steel (HSS), that is polished up to a surface roughness of Ra= 0.08 urn chosen as substrate. After polishing substrates are first cleaned by hot alkaline solution in ultrasonic system and dried immediately. Before coating is started cleaning and heating is done by cathodic arc, applying -600, -800 and -1000 V bias voltage for 3 minutes. Coating is done by hybrid system that titanium cathod and antimonium target is placed corresponding each other. Coating operation is performed for an hour. No bias voltage is used during coating operation. EDS is used, to detect the antimonium content based on the change in power applied to magnetron, titanium cathod number and current passing. Phases in the produced coatings are investigated by XRD, using Cu-Ka. Sherer formula is used to calculate the grain size. It has been observed that the increase in antimonium content makes the grain size smaller. Microstructure of the broken surfaces is investigated by scanning electron microscope. Columnar, zone 2 structure that is seen in TiN, is started to get lost by the increase in the content of antimonium in the structure XIFischer Ultra Microhardness system is used to detect the change in harness based on the amount of antimonium. Increase in antimonium first results in an increase at hardness then harness decreases below pure TiN's. xn
Benzer Tezler
- Molibden katkılı elmas-benzeri karbon filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve tribolojik özellikleri
Production, characterization and tribological properties of molybdenum doped diamond-like carbon films
EMRE ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. KÜRŞAT KAZMANLI
- Ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle nanokompozit Mo-N-Cu kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production of Mo-N-Cu nanocomposite coatings by arc physical vapour deposition technique and their characterization
OSMAN LEVENT ERYILMAZ
- Processing and characterization of square-shaped B4C-ZRB2 composites reinforced with gnp via spark plasma sintering
Gnp takiyeli kare şeklinde B4C-ZRB2 kompozitınin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretımi ve karakterizasyonu
BEHRAD MOKHTARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Lityum iyon piller için fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile metaloksit-karbon kompozit anotların geliştirilmesi
Development of metaloxide-carbon composite anodes by physical vapor deposition method for lithium ion batteries
ÖZGÜR CEVHER
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATEM AKBULUT
- Enerji depolama için polipirol/antimon oksit ve polipirol/antimon oksit-kalay oksit kompozit kaplı elektrotlarının hazırlanması, karakterizasyonu ve süperkapasitör uygulaması
Preparation, characterization and supercapacitor application of polypyrrole/antimony oxide and polypyrrole/antimony oxide-tin oxide composite coat electrodes for energy storage
MELİHA GÖZDE ÇEKİÇ