Geri Dön

Nb ve Ta eklenmiş CrYN esaslı fonksiyonel ince film kaplamaların geliştirilmesi: Yapısal-mekanik ve elektrokimyasal özelliklerin araştırılması

Development of Nb and Ta added CrYN based functional thin film coatings: İnvestigation of structural-mechanical and electrochemical properties

PDF İndir

  1. Tez No: 897668
  2. Yazar: BANU YAYLALI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: CrYN:Nb/Ta ince filmler, PVD-CFUBMS, Darbeli-dc, Korozyon, Dört Nokta Eğme, CrYN:Nb/Ta thin films, PVD-CFUBMS, Pulsed-dc, Corrosion, Four Point Bending
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 119

Özet

Amaç: Araştırmanın amacı, jet/uçak motorları, yakıt hücreleri, gaz/buhar türbinleri gibi agresif ortamlarda kullanılmak üzere yüksek sıcaklığa, yüksek basınca, aşınmaya, korozyona ve oksidasyona dayanıklı termal bariyer kaplamalara alternatif olabilecek Niyobyum ve Tantal katkılı CrYN ince filmler sentezlemektir. Yöntem: Bu çalışmada taban malzeme olarak 316L paslanmaz çelik kullanıldı. CrYN:Nb/Ta filmleri sentezlemek için iki adet %99,95 saflıkta CrY hedef (atomik olarak %97 Cr ve %3 Y), %99,95 saflıkta bir adet niyobyum ve bir adet %99,95 saflıkta tantal hedef kullanıldı. Kaplama işlemi, PVD-Manyetik Alanda Sıçratma Sisteminde; dc ve/veya pulsed dc modunda çalışabilen CFUBMS (Kapalı Alan Dengesiz Manyetik Alanda Sıçratma) tekniği kullanılarak gerçekleştirildi.Kaplama işlemi deneylerini tasarlamak için Taguchi L9 ortogonal deney tasarımı kullanılmıştır. Deney dizisinde incelenen biriktirme parametreleri CrY hedef akım (1, 1,5 ve 2A), biriktirme basıncı (0,15, 0,25 ve 0,35 Pa), darbe frekansı (100, 200 ve 350 kHz) ve görev döngüsü (50-70-85 %)'dür. Bulgular: Çalışma sonucunda sentezlenen her iki ince filmde (CrYN:Nb/Ta) üstün yapısal (yoğun ve homojen film), mekanik (yüksek sertlik değerleri ve eğilme dayanımında artış) ve elektrokimyasal özellikler (oldukça yüksek korozyon direnci değerleri) sergilemişlerdir. Bunlara ek olarak Tantal katkılı filmlerin niyobyum katkılı filmlerden daha yüksek korozyon direnci gösterdiği bulunmuştur. Sonuç: Tüm sonuçlar değerlendiğinde CrYN:Nb/Ta filmlerin üstün yapısal, mekanik ve elektro kimyasal özellikler sergilediği gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ayrı ayrı niyobyum ve tantal eklenerek sentezlenen krom itriyum nitrür kaplamaların termal bariyer kaplama olarak kullanım için umut verici adaylar olduğu değerlendirmesi yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

Purpose: The aim of the research is to synthesise Niobium and Tantalum doped CrYN thin films which can be an alternative to high-temperature, high-pressure, wear, corrosion and oxidation resistant thermal barrier coatings for use in aggressive environments such as jet/aircraft engines, fuel cells, gas/steam turbines. Method: In this study, 316L stainless steel was used as the substrate. Two 99.95% pure CrY targets (atomic 97% Cr and 3% Y), one 99.95% pure niobium, and one 99.95% pure tantalum target were used to synthesize CrYN: Nb/Ta films. The deposition process was carried out using the CFUBMS (“Closed Field Unbalanced Magnetic Sputtering”) technique, which can operate in dc and/or pulsed dc mode in PVD. Taguchi L9 orthogonal experimental design was used to design the deposition process experiments. The deposition parameters studied in the series of experiments are CrY target current (1, 1.5, and 2A), deposition pressure (0.15, 0.25, and 0.35 Pa), pulse frequency (100, 200, and 350 kHz), and duty cycle (50-70-85 %). Findings: As a result of the study, both synthesized thin films (CrYN:Nb/Ta) exhibited excellent structural (dense and homogeneous film), mechanical (high hardness values and increase in bending strength) and electrochemical properties (very high corrosion resistance values). In addition, tantalum doped films were found to exhibit higher corrosion resistance than niobium doped films. Results: When all the results are evaluated, it is observed that CrYN:Nb/Ta films exhibit improved structural, mechanical and electrochemical properties. According to the results obtained, chromium yttrium nitride coatings synthesized by adding niobium and tantalum separately are considered to be promising candidates for use as thermal barrier coatings.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    888219

    Kopigmentasyon ile Hibiskus sabdariffa'dan stabil antosiyanin bazlı gıda renklendiricilerinin üretimi ve model gıdalara uygulanması

    Production of stable anthocyanin based food colorants from Hibiscus sabdariffa by copigmentation and their application to model foods

    VİLDAN EYİZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMAN TÜRKER

    DOÇ. DR. İSMAİL TONTUL

  2. Tez No

    450440

    Escherichia coli'nin termal ölüm süresi (TÖS), D- ve z- değerlerinin ortama eklenen asetik asit ve tuz konsantrasyonuna bağlı olarak değişiminin belirlenmesi

    Determination of the effect of acetic acid and NaCl content on the parameters of thermal dead time (TDT), d value, z-values of Escherichia coli

    UĞUR KALAÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Gıda MühendisliğiYüzüncü Yıl Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİKRET NAFİ ÇOKSÖYLER

    DOÇ. DR. ELVAN OCAK

  3. Tez No

    761370

    Refrakter metal esaslı yüksek entropili iri hacimli metalik cam alaşımlarının geliştirilmesi

    Development of refractory metal based high entropy bulk metallic glasses

    PELİN ÖZTÜRK AŞGIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYTEKİN HİTİT

  4. Tez No

    799960

    TiO2-SiO2 çok tabakalı kompozit ince filmlerin ti45nb alaşımı üzerine sentezlenmesi: Yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerin araştırılması

    Synthesis of TiO2-SiO2 multilayer composite thin films on ti45nb alloy: İnvestigation of structural, mechanical and tribological properties

    MERVE DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR ÇOMAKLI

  5. Tez No

    295173

    Bremsstrahlung foton ışınımı için radyatör parametrelerinin belirlenmesi

    Determination of radiator parameters for bremsstrahlung photon radiation

    ZEHRA NUR DEMİRCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSKENDER AKKURT

Geri Dön