Magnetron sıçratma yöntemi ile büyütülen TiNi/MoS2 kaplamaların yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of structural, mechanical and tribological properties of TiNi/MoS2 coatings deposited by magnetron sputtering method
- Tez No: 558769
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzurum Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Bu çalışmanın amacı son yıllarda kullanımı yaygınlaşan katı yağlayıcı MoS2 filmlerin şekil hafıza özelliğine sahip TiNi filmler ile beraber büyütülerek literatürde yeni bir tür olarak fonksiyonel tabakalı katı yağlayıcı kaplamaların üretilmesidir. MoS2 filmlerin ani darbe direncini, titreşim sönümlemesini ve ilk sürtünme katsayısını iyileştirmeyi amaçlanmıştır. Kaplama yöntemi olarak kapalı alan dengesiz manyetik alanda sıçratma yöntemi (CFUBMS) kullanılarak söz konusu fonksiyonel kaplamalar 52100 yatak çeliği ve D2 takım çeliği taban malzemeler üzerine büyütülmüştür. Büyütülen filmler Taguchi deney tasarımı yöntemine göre farklı seviyelerde büyütme gerçekleştirildi. TiNi filmlerin şekil hafıza özelliği göstermesi için kristal yapıda olması gerekir. Ancak üretilen TiNi filmler amorf yapıda biriktirildiği bilinmekte ve kristal yapı elde etmek için uygun bir ısıl işlemden geçirilmesi gerekmektedir. TiNi kaplamanın kristal hale getirilmesi için uygun şartlarda 550°C de 1 saat süreyle ısıl işlem yapılmıştır. İstenilen kristal yapı (oda sıcaklığında martenzitik içyapı) elde edildikten sonra numunelerin yüzeyine katı yağlayıcı tabaka olan MoS2 filmler büyütülmüştür. Böylelikle fonksiyonel tabakalı TiNi/MoS2 kaplamalar üretilmiştir. TiNi/MoS2 filmlerin yapısal özellikleri XRD, SEM atmosfer ortamında tribolojik özellikleri Pin-on-disc aşınma testi ve mekanik özellikleri ise Vickers mikrosertlik test cihazıyla tespit edilmiştir. TiNi/MoS2 filmlerin kimyasal kompozisyonu ve film kalınlığı sıçratma parametrelerine bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Numunelerin aşınma oranları sıçratma parametreleri ve taban malzemeye göre farklılık gösterdiği ve aşınma oranı en düşük 0,35x10-5 olduğu belirlenmiştir. Ayrıca en yüksek sertlik değeri 436 Vickers ve en düşük sürtünme katsayısının da µ= 0,025 olduğu tespit edilmiştir. Filmlerin aşınma direnci için kaplama parametrelerinin birbiri üzerinden birleşik bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to produce functional layered solid lubricant coatings as a new type in literature by depositing the solid lubricant MoS2 films with TiNi films having shape memory feature which has become widespread in recent years. It is aimed to improve the sudden impact resistance, vibration damping and initial friction coefficient of MoS2 films. Using the closed area unbalanced magnetic field sputtering method (CFUBMS) as the coating method, the said functional coatings were grown on 52100 bearing steel and D2 tool steel base materials. The deposited films were carried out at different levels according to the Taguchi experimental design method. TiNi films must be crystalline in order to show shape memory. However, the TiNi films produced are known to be deposited in an amorphous structure and require proper heat treatment to obtain a crystalline structure. The TiNi coating was heat treated at 550°C for 1 hour under suitable conditions for crystallization. After obtaining the desired crystalline structure (martensite phase at room temperature), MoS2 films which are solid lubricant layer were deposited on the surface of the samples. Thus, functional layer TiNi/MoS2 coatings were deposited. Structural properties of TiNi / MoS2 films were determined by XRD, SEM tribological properties in atmospheric conditions Pin-on-disc wearing tester and mechanical properties by Vickers microhardness tester in atmosphere. TiNi/MoS2 films were found to vary depending on sputtering parameters the chemical composition and film thickness. It was determined that the abrasion rates of the samples differed according to the spatter parameters and base material and the lowest abrasion rate was found to be 0.35x10-5. It was also found that the highest hardness value was 436 Vickers and the lowest coefficient of friction was µ= 0.025. It has been observed that the coating parameters for the wear resistance of the films have a combined effect over each other.
Benzer Tezler
- Magnetron sıçratma yöntemi ile büyütülen MoS2 filmlere uygulanan termal oksidasyon işleminin yapısal ve tribolojik özelliklere etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of thermal oxidation treatment applied to MoS2 films grown by magnetron sputtering method on structural and tribological properties
ÖZKAN GÖZÜBÜYÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİKMET ÇİÇEK
- CdS/CdTe güneş hücrelerinde MoS2 ince filminin ara tabaka olarak kullanılması ve etkisi
The use and effects of MoS2 thin film as interlayer in CdS/CdTe solar cells
ARİFE EFE GÖRMEZ
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDAL SÖNMEZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜCAHİT YILMAZ
- Rf-magnetron sıçratma yöntemi ile cam alttaşlar üzerine ZrO2 ince filmlerin oluşturulması ve elde edilen ince filmlerin karakterizasyonu
ZrO2 thin film growth on glass substrates by rf- magnetron sputtering and characterizations of thin films
PINAR KÖÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER ŞİMŞEK
- Oksijen ve sıcaklığın reaktif magnetik alan sıçratma yöntemiyle büyütülen çinko oksit ince filmlere etkisi
Effect of oxygen and temperature on zinc oxide thin films grown by reactive magnetron sputtering method
AYŞEGÜL SEZGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜCAHİT YILMAZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYSEL ÜNSÜR
- TiN/TiCN/TiC ince film sentezlenmesi ve yapısal –mekanik ve biyouyumluluk özelliklerinin araştırılması
Synthesis of TiN/TiCN/TiC thin film and investigation of structural-mechanical and biocompability properties
ABBAS RAZMI
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKonstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RUHİ YEŞİLDAL