Yüksek enerjili bilyeli öğütme ile nano kobalt borür sentezi ve düşük karbonlu çelik yüzeylerinin kaplanarak mekanik özelliklerinin geliştirilmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: MUSTAFA BARIŞ

Danışman: ADNAN AKKURT

Özet:

Bu çalışmada, geçiş metal borürlerinden Co2B, uydu tip yüksek enerjili bilyeli öğütücüde mekanokimyasal yöntemle 250, 300, 350 rpm dönme hızlarında ve 20:1, 30:1, 40:1 bilye toz oranlarında nano boyutta üretilmiş ve optimum üretim parametreleri belirlenmiştir. Ar atmosferi altında gerçekleştirilen üretim deneylerinde başlangıç malzemesi olarak Co, B2O3 ve Mg kullanılmıştır. Reaksiyon sonrası açığa çıkan Co2B/MgO toz karışımları asetik asit ile liç edilerek MgO'nun çözeltiye geçmesi sağlanmış ve Co2B nano partikülleri katı formda elde edilmiştir. Elde edilen Co2B'ler, XRD, SEM, VSM, BET ve spesifik yoğunluk analizleri ile karakterize edilmiş, üretim parametrelerinin ürün özellikleri üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Üretim ve karakterizasyonu tamamlanan Co2B nanopartikülleri kullanılarak, farklı güçlerde CO2 lazeri ile S235JRC düşük karbonlu çelik malzeme yüzeyine ön kaplamalı yöntemle lazer kaplama yapılmış ve kaplama tabakalarının aşınma davranışları incelenmiştir. Ayrıca, modern kesme yöntemleri olarak bilinen lazer ışını, tel erozyon, aşındırıcı su jeti ve aşındırıcı disk ile kesme işlemlerinin kaplama tabakaları üzerindeki etkileri incelenmiştir.Çalışma kapsamında üretilen Co2B tozlarının nano boyutta, ferromanyetik özellikte ve yüksek yüzey alanına sahip olduğu belirlenmiştir. Lazer kaplama ile ana malzemenin yüzeyinde FeN0,0760, Fe15,1C, FeCo ve B2C5N2 fazlarından oluşan kaplama tabakaları elde edilmiştir. Kaplama tabakalarının lazer gücüne bağlı olarak ortalama 35, 51 ve 71 μm kalınlıklarda ve ana malzemeye göre 2,83; 3,30 ve 3,43 kat daha sert olduğu tespit edilmiştir. Aşınma testleri, kaplama tabakalarının aşınma direncinin ana malzemeye oranla daha iyi olduğunu göstermiş ve aşınmaya karşı en dayanıklı kaplamalar 174 W ve 220 W lazer güçlerinde elde edilmiştir. Yapılan işlenebilirlik testlerinde kaplama yüzeyi değerlendirildiğinde en uygun kesme yönteminin aşındırıcı disk ile kesme olduğu belirlenmiştir.