Manyetik alanda sıçratma metodu ile üretilen TiAlN kaplamaların yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SONER SAVAŞ

Danışman: ŞENGÜL DANIŞMAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Fiziksel buhar biriktirme (PVD) metodu ile üretilen TiAlN kaplamalar, yüksek sertlik, aşınma direnci, korozyon direnci ve yüksek sıcaklık oksidasyon direnci gibi üstün özelliklerinden dolayı, özellikle kalıp ve kesici takım sanayinde en çok tercih edilen kaplamalar arasında gelmektedir. Kaplama özellikleri ve performansı ise daha ziyade kaplama parametreleri ile taban malzemesi özelliklerinden etkilenmektedir. Bu çalışmada, TiAl bileşik hedef (atomik %50 Ti-%50 Al) kullanılarak, sertleştirilmiş ve sertleştirilmiş+plazma nitrürlenmiş AISI H13 numuneler ve silisyum yongalar üzerinde, farklı azot kısmi basınçları (0.3, 0.6, 1.2 mtorr), taban malzemesi bias voltajları (0, -100, -200 V) ve hedef-taban malzemesi mesafelerinde (6, 11, 16, 21 cm) üretilen TiAlN kaplamaların yapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri incelenmiş ve optimum özellikleri veren kaplama parametreleri tespit edilmiştir. Kaplamaların sertlikleri ve elastiklik modülleri CSEM-nano sertlik ölçüm cihazı, taban malzemesine yapışma dirençleri CSEM-çizik test cihazı ve kalınlıkları SEM ile tespit edilmiştir. Kaplamaların elemental bileşimleri EDX, kristallografik yapıları XRD metodu ile tespit edilmiş, SEM ve AFM teknikleri ile yüzey yapıları incelenmiştir. Aşınma testleri için CSEM-çizik test cihazı, çok-geçişli kayma aşınması testlerine adapte edilmiş ve Al2O3 seramik bilyeler aşındırma elemanı olarak kullanılmıştır. Sonuç olarak, kaplama sertliği ve mekanik özelliklerinin, düşük azot basıncı ve yüksek bias voltajı değerlerinde arttığı, hedef-taban malzemesi arasındaki mesafenin ise bu artış üzerinde oldukça etkili bir parametre olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, dubleks işlemin kaplama yapışma ve aşınma direncini geliştirdiği tespit edilmiş ve mevcut uygulama alanları için önerilerde bulunulmuştur.