Ergimiş Tuz Elektrolizinde Ortak Redüksiyon İle Titanyum Diborür Sentezi Ve Kaplama Parametrelerinin Optimizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, borür yapısının her iki bileşenini de iyonik formda içeren oksit esaslı, ergimiş tuz banyolarından her iki iyonun birbirinden bağımsız ve/veya paralel gerçekleşen elektrot reaksiyonları ile redüklenerek farklı bir yüzey üzerinde TiBx (x≥1) borür tabakası biriktirilmesi amaçlanmış; klasik kaplama teknolojilerine ekonomik ve çevresel açıdan alternatif sunmak ve hâlihazırda kullanılan halojenürlü ergimiş tuz banyolarına farklı bir bakış açısı getirilmesi arzulanmıştır. Elektroliz deneyleri, grafit pota içerisinde (anot) gerçekleştirilmiş, TiBx (x≥1)’ in farklı taban malzemeler üzerinde (katot) biriktirilmesine farklı akım yoğunluğu, süre, sıcaklık ve elektolit bileşiminin etkisi incelenerek gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tabakaların faz analizleri X-Işınları Difraktometresi ile tespit edilmiş; kaplama morfolojisi ve kalınlığı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir. Yapılan mikrosertlik testleri ile borür tabakası kalınlığının 3000±200 HV gibi çok yüksek bir değere sahip olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde, ucuz, basit, kararlı tuzlar kullanılarak düşük maliyet ile çevresel açıdan hiçbir gaz emisyonu ve katı atık barındırmayan ortak redüksiyon elektrokimyasal yöntemi ile farklı taban malzemeler üzerinde TiB2 tabakalarının biriktirilebildiği görülmüştür.

The purpose of this study is to investigate the codeposition TiBx (x≥1) synthesis at high temperatures from oxide based molten salts, containing both titanium and boron cations, with independent and/or parallel reduction reactions on different substrate materials. In experiments, electrochemical synthesis process has been performed in a graphite crucible (anode) containing environmentally friendly molten salts (electrolyte). TiB2 has been deposited on the substrates (cathode) in a wide range of current densities, temperatures, deposition time and electrolyte compositions. X-Ray diffraction method is used to characterize phase analysis of deposition; where coating morphology and thickness were analysed by scanning electron microscopy (SEM). Micro-indentation hardess tests showed that TiB2 coatings obtained on different substrates have high hardness values up to 3000±200 HV. With this electrochemical codeposition method of Ti and B, very high hardness coatings can be obtained without any gaseous emissions and solid wastes on different substrates.