Magnetron sıçratma yöntemi ile büyütülen TiW/TiWSi/TiWSiN kademeli kompozit kaplamaların yapısal ve tribolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of structural and tribological properties of TiW/TiWSi/TiWSiN graded composite coatings deposited by magnetron sputtering method
- Tez No: 945004
- Danışmanlar: PROF. DR. HİKMET ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzurum Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Bu çalışmada, TiW/TiWSi/TiWSiN kademeli kompozit kaplamalar AISI 52100 çelik taban malzeme üzerine radyo frekans (RF) magnetron sıçratma yöntemiyle başarıyla biriktirilmiş ve ardından 600, 700, 800 ve 900°C'de tavlama işlemlerine tabi tutulmuştur. Kaplamaların yapısal karakterizasyonu için SEM, EDS, XRD ve XPS teknikleri kullanılmıştır. Tavlama öncesi amorf yapıda olan filmlerde, ısıl işlemler sonucunda (111), (200) ve (220) düzlemlerine sahip TiN kristal fazları oluşumu gözlenmiş; bu dönüşümler XPS ile de doğrulanmıştır. Mekanik ve tribolojik değerlendirmeler mikrosertlik testi, sürtünme katsayısı ölçümleri, ileri-geri aşınma testi ve çizik testleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, 600°C'de tavlanan filmlerin en yüksek sertlik değerini (8,5 GPa), en düşük sürtünme katsayısını (0,13) ve en düşük aşınma oranını (2,16x10-6 mm3/(N·m)) sergilediğini göstermektedir. Çizik testlerinde yalnızca A-600 filmi bütünlüğünü korurken, diğer örneklerde mikro çatlaklar ve kohezyon zayıflamaları görülmüştür. Bu bulgular, uygun sıcaklıkta gerçekleştirilen ısıl işlemin kaplamaların sertlik, aşınma direnci ve yapışma performansını önemli ölçüde iyileştirdiğini açıkça göstermektedir. Bulgular ayrıca, bu filmlerin zorlu aşınma koşullarına maruz kalan uygulamalarda tercih edilmesi için yol gösterici niteliktedir.
Özet (Çeviri)
In this work, TiW/TiWSi/TiWSiN graded-composite coatings were deposited on AISI 52100 steel substrates by RF magnetron sputtering and subsequently annealed at 600°C, 700°C, 800°C, and 900°C. Structural characterization was performed using SEM, EDS, XRD, and XPS. While the as-deposited films were largely amorphous, post-annealing treatments prompted the emergence of TiN crystalline phases with (111), (200), and (220) orientations, as evidenced by both XRD and XPS analyses. Mechanical and tribological properties were assessed through microhardness testing, friction‐coefficient measurements, reciprocating wear trials, and progressive‐load scratch adhesion tests. The 600°C-annealed coatings exhibited the highest hardness (8.5 GPa), the lowest friction coefficient (0.13), and the minimal wear rate (2.16x10-6 mm3/(N·m)). In scratch testing, only the A-600 coatings retained their integrity, whereas higher‐temperature samples showed microcracks and interfacial weakening. These results confirm that carefully optimized post-deposition annealing markedly improves the hardness, wear resistance, and adhesion of TiW/TiWSi/TiWSiN coatings, and they provide a practical framework for their deployment in demanding, wear-intensive applications.
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
- 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
OZAN CAN AKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ 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