Electrochemical mechanical and tribological properties of plasma electrolytic oxide coatings on titanium alloys
Titanyum alaşımların üzerindeki plazma elektrolitik oksit kaplamaların elektrokimyasal mekanik ve tribolojik özellikleri
- Tez No: 438787
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UĞUR MALAYOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Titanyum ve alaşımları, yüksek özgül mukavemet, yüksek korozyon direnci ve biyouyumluluk gibi üstün özelliklere sahip olduğu için havacılık, biyomedikal ve kimya sanayilerinde standart malzeme olarak kabul görmüştür. Ancak, titanyum ve alaşımlarının kullanımıyla ilgili önemli bir eksikliği zayıf aşınma direncine sahip olmasıdır. Titanyum kendisine karşı veya diğer metallere karşı sürtündüğünde, birbirine yapışmaya eğilimlidir ve adeziv aşınma hasarına sebep olur. Titanyum alaşımlarının yüksek sürtünme katsayısı, burç ve rulman gibi yüksek yük altında çalışan birçok tribolojik sistemin aşınarak işlevsiz hale gelmesiyle sonuçlanmaktadır. Bu çalışmada, ticari saflıkta titanyum ve Ti6Al4V alaşımlarının elektrokimyasal ve tribolojik özelliklerini iyileştirmek amacıyla plazma elektrolitik oksidasyon yöntemi kullanılarak oksit kaplamalar üretilmiştir. Düşük gözenekliliğe ve yüksek yük taşıma kapasitesine sahip sert kaplama geliştirmek amacıyla farklı elektrolit bileşimleri oluşturulmuştur. Kaplamaların mikroyapısı elektron mikroskobuyla incelenmiştir. Kaplamaların faz bileşimi X-ışını kırınımıyla tespit edilmiştir. Kaplamaların mikro-mekanik özelliklerini belirlemek için nanoiz testi yapılmıştır. Kaplamaların yapışma mukavemetini belirlemek için kazıma testi kullanılmıştır. Kaplamaların tribolojik davranışını incelemek için çelik ve alumina bilyalara karşı kuru kaymalı aşınma testleri yapılmıştır. Potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi teknikleri kullanılarak sodyum klorür çözeltisi içerisinde elektrokimyasal korozyon testleri yapılmıştır. Test sonuçları göstermektedir ki, titanyum alaşımların korozyon ve aşınma direnci gerek doğru bir elektrolit seçimi gerekse uygun bir son işlem uygulanarak önemli ölçüde arttırılabilir.
Özet (Çeviri)
Titanium and its alloys have been adopted as standard materials in aviation, biomedical and chemical industries owing to their outstanding properties involving high specific strength, high corrosion resistance and biocompatibility. But, an important shortcoming related to the application of titanium and its alloys is their poor wear resistance. When titanium slides against itself or other metals it tends to gall and cause adhesive wear damage. The high friction coefficient of titanium alloys may result in seizure of many tribological systems under high load such as bushings and bearings. In this study, oxide coatings on commercially pure titanium and Ti6Al4V alloys were produced using plasma electrolytic oxidation technique in order to enhance their electrochemical and tribological properties. Different electrolyte compositions were formulated to develop hard coating with less porosity and high load bearing capacity. Microstructure of coatings were investigated using scanning electron microscopy. Phase composition of coatings was identified by X-ray diffraction. Nano-indentation test was carried out to determine the micromechanical properties of the coatings. Scratch test was utilized to determine the adhesion strength of coatings. In order to investigate the tribological behavior of coatings, dry sliding wear tests were performed against steel and alumina balls. The electrochemical corrosion tests were conducted using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy techniques in sodium chloride solution. Test results showed that the corrosion and wear resistance of titanium alloys can be increased considerably either by selecting a proper electrolyte composition or by application of a suitable post-treatment.
Benzer Tezler
- Yüzey özellikleri iyileştirilmiş, ıslanabilirliği-osseointegrasyonu yüksek ve biyouyumlu dental implantların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of improved surface properties, high wettability-osseointegration and biocompatible dental implants
MUHAMMET TAHA ACAR
Doktora
Türkçe
2022
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- TiB2 coating on different substrates via dual process:CA-PDV and CRTD-Bor
Farklı malzemeler üzerinde çift işlem (KA-FBB, KRTD-Bor) ile TiB2 kaplamasının elde edilmesi
MEHRAN KARIMZADEHKHOEI
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- PEO ve PVD yöntemi ile büyütülen katı yağlayıcı kaplamaların tribolojik ve tribokorozyon davranışlarının araştırılması
Investigation of tribological and tribokorosion behavior of solid lubricant coatings growed with PEO and PVD methods
REZA MATIN
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR TOTİK
DOÇ. DR. EBRU EMİNE ŞÜKÜROĞLU
- Elektrokimyasal borlama ile çeliklerin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement of surface properties of steels by electrochemical boronizing
ALP ERSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. KELAMİ ŞEŞEN
- Nitrürlenmiş ve borlanmış AISI 316l paslanmaz çeliğin yapısal, tribolojik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the structural, tribological and electrochemical properties of nitrided and boronized AISI 316l stainless steel
BURAK KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEVRA ASLAN