Altlık Malzeme Sertlik Ve Yüzey Özelliklerinin Soğuk Gaz Dinamik Püskürtme Yöntemi İle Yapılan Kaplamaların Özelliklerine Etkisi.

Abstract

Bu tezin amacı altlık malzemenin sertliği, altlık malzemenin yüzey pürüzlülüğü ve nozül-altlık arası mesafe parametrelerinin soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemi ile yapılan kaplamaların özelliklerine etkisini incelemektir. Altlık sertliğinin kaplama oluşumu üzerindeki etkisini irdelemek için farklı ısıl işlemler uygulanarak farklı sertliklere sahip bakır altlık malzemeleri elde edilmiştir. Altlık malzemenin yüzey pürüzlülüğünün kaplama oluşumu üzerindeki etkisini incelemek için çeşitli metalografik işlemlerle farklı ortalama yüzey pürüzlülüklerine sahip altlık malzemeleri elde edilmiştir. Nozül-altlık arası mesafenin kaplama üzerindeki etkisini incelemek için dört farklı uzaklık değeri seçilmiştir. Bu çalışmada küresel bakır tozları (d=10 μm, %99,9) yüksek saflıktaki Cu altlıkların üzerine soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle kaplanmıştır.Çalışma gazı olarak 6 bar basınca sahip sıkıştırılmış hava kullanılmıştır. Sıkıştırılmış havanın sıcaklığı 400-600 ℃ arasında değişmiştir. Kaplamaların karakterizasyonu mikroskobik incelemeler, sertlik, yapışma mukavemeti ve elektrik iletkenliği ölçümleri ile yapılmıştır. Mikroyapısal karakterizasyon optik ile taramalı elektron mikroskop incelemeleri ve X-ışınları difraksiyon analizleriyle gerçekleştirilmiştir.

The aim of this thesis is to investigate parameters affecting cold spray process: (i) substrate hardness (ii) substrate surface roughness (iii) standoff distance. To investigate the effect of substrate hardness on coating formation, different substrate hardness values were obtained by different heat treatments. To investigate the effect of substrate surface roughness on coating formation, four substrates having different average surface roughness was obtained via various metallographic sample preparation process. To investigate the effect of the standoff distance on coating formation, four different distance values were selected. Spherical Cu (d=10 μm, 99.9%) powders were sprayed on high purity Cu substrates. Compressed air at a nozzle inlet pressure of 6 bar was used as a process gas. Compressed air temperature varies between 400-600 ℃. Characterization of coatings were carried out by microscopic investigations, hardness, bond strength and electrical conductivity measurements. Microstructural characterization was carried out by optical and scanning electron microscope examinations and X-ray diffraction analyses.