SavedAdd your journal

Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2013 / Cilt: 26 Sayı: 4

SAF ZİRKONYUMUN MİKROARK OKSİDASYON YÖNTEMİYLE OKSİT ESASLI SERAMİK KAPLANMASI

Yücel Gençer
Mehmet Tarakçı
Sezgin Cengiz
Pages
—
Publication Date
2013-02-20
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Altlık malzeme zirkonyumun 200HV sertliğine karşılık, oksit kaplama tabakası sertliği yaklaşık 600 HV olarak ölçülmüştür ve mikrosertlikdeğerinde kaplama süresine bağlı sistematik bir değişim görülmemiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu çalışmada, saf zirkonyumun yüzeyi mikroark oksidasyon yöntemi ile sabit elektriksel şartlarda ve aynıelektrolit kompozisyonunda 5, 15, 30, 45, 60, 90 ve 120 dakika süreyle kaplanmıştır.
📊
Key Findings & Data:Kaplamanın kristal yapıdaki monoklinik (m-ZrO2) vetetragonal (t-ZrO2) zirkonyum oksit fazlarından oluştuğu ve kaplama süresinin oluşan faz içeriğini etkilemediğitespit edilmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Altlık malzeme zirkonyumun 200HV sertliğine karşılık, oksit kaplama tabakası sertliği yaklaşık 600 HV olarak ölçülmüştür ve mikrosertlikdeğerinde kaplama süresine bağlı sistematik bir değişim görülmemiştir.
🔬Design:Makale
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Mikroark oksidasyon · zirkonyum · zirkonyum oksit

Özet

Bu çalışmada, saf zirkonyumun yüzeyi mikroark oksidasyon yöntemi ile sabit elektriksel şartlarda ve aynıelektrolit kompozisyonunda 5, 15, 30, 45, 60, 90 ve 120 dakika süreyle kaplanmıştır. Zr üzerinde oluşturulankaplamanın faz kompozisyonu, mikroyapısı, yüzey morfolojisi ve mikrosertliği; X-ray kırınımı, taramalıelektron mikroskobu, profilometre ve mikrosertlik ölçümü ile karakterize edilmiştir. Kaplama tabakası gözenekliyapıda olup, önemli miktarda mikro çatlaklar içermektedir. Kaplamanın kristal yapıdaki monoklinik (m-ZrO2) vetetragonal (t-ZrO2) zirkonyum oksit fazlarından oluştuğu ve kaplama süresinin oluşan faz içeriğini etkilemediğitespit edilmiştir. Kaplama içerisinde zirkonyum ve oksijenin yanında silisyumun varlığı da tespit edilmiştir.Kaplama süresindeki artışla beraber kaplama kalınlığı doğrusal şekilde 5 μm’den 135 μm’ye yükselmiştir. Yüzeypürüzlülüğü kaplama süresi ile artarak, 0,5 μm’den 6,4 μm’ye yükselmiştir. Altlık malzeme zirkonyumun 200HV sertliğine karşılık, oksit kaplama tabakası sertliği yaklaşık 600 HV olarak ölçülmüştür ve mikrosertlikdeğerinde kaplama süresine bağlı sistematik bir değişim görülmemiştir.

🔖

Cite This Article

Gençer, Y., Tarakçı, M., Cengiz, S. (2013). SAF ZİRKONYUMUN MİKROARK OKSİDASYON YÖNTEMİYLE OKSİT ESASLI SERAMİK KAPLANMASI. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 4. https://ajindex.com/articles/1078487

📄 Full Text PDF Viewer

↗New Tab

Loading PDF document...

References (164)

  1. Xue, W., Deng, Z., H. Chen, Ma,, Zhang R. T.,
  2. Microstructure and phase composition of microarc
  3. oxidation coatings formed on Ti-6Al-4V alloy in
  4. aluminate solution, Surface Eng, 17, 323-326,
  5. -
  6. Yerokhin, A.L., Nie, X., Leyland, A. Matthews, A.,
  7. Dowey, S.J., Plasma electrolysis for surface
  8. engineering, Surf Coat Tech, 122, 73-93, 1999.
  9. G.L. Yang, X.Y. Lu, Y.Z. Bai, Z.S. Jin,
  10. Characterization of microarc oxidation discharge
  11. process for depositing ceramic coating, Chinese
  12. Phys Lett, 18, 1141-1143, 2001.
  13. Yerokhin, A.L., Snizhko, L.O., Gurevina, N.L.,
  14. Leyland, A., Pilkington, A., Matthews, A., Spatial
  15. characteristics of discharge phenomena in plasma
  16. electrolytic oxidation of aluminium alloy, Surf
  17. Coat Tech, 177, 779-783, 2004.
  18. Wu, X.H., Qin, W., Guo, Y., Xie, Z.Y., Selflubricative
  19. coating grown by micro-plasma
  20. oxidation on aluminum alloys in the solution of
  21. aluminate-graphite, Appl Surf Sci, 254, 6395-
  22. , 2008.
  23. Sundararajan, G., Krishna, L.R., Mechanisms
  24. underlying the formation of thick alumina coatings
  25. through the MAO coating technology, Surf Coat
  26. Tech, 167, 269-277, 2003.
  27. Krishna, L.R., Purnima, A.S., N.P. Wasekar, G.
  28. Sundararajan, Kinetics and properties of micro arc
  29. oxidation coatings deposited on commercial Al
  30. alloys, Metall Mater Trans A, 38A, 370-378,
  31. Verdier, S., Boinet, M., Maximovitch, S., Dalard,
  32. F., Formation, structure and composition of anodic
  33. films on AM60 magnesium alloy obtained by DC
  34. plasma anodising, Corros Sci, 47, 1429-1444,
  35. Liang, J., Guo, B.G., Tian, J., Liu, H.W., Zhou,
  36. J.F., Liu, W.M., Xu, T., Effects of NaAlO2 on
  37. structure and corrosion resistance of microarc
  38. oxidation coatings formed on AM60B magnesium
  39. alloy in phosphate-KOH electrolyte, Surf Coat
  40. Tech, 199, 121-126, 2005.
  41. Sun, X.T., Jiang, Z.H., Yao, Z.P., Zhang, X.L., The
  42. effects of anodic and cathodic processes on the
  43. characteristics of ceramic coatings formed on
  44. titanium alloy through the MAO coating
  45. technology, Appl Surf Sci, 252, 441-447, 2005.
  46. Krishna, L.R., Somaraju, K.R.C., Sundararajan, G.,
  47. The tribological performance of ultra-hard ceramic
  48. composite coatings obtained through microarc
  49. oxidation, Surf Coat Tech, 163, 484-490, 2003.
  50. Yerokhin, A.L., Shatrov, A., Samsonov, V.,
  51. Shashkov, P., Pilkington, A., Leyland, A.,
  52. Matthews, A., Oxide ceramic coatings on
  53. aluminium alloys produced by a pulsed bipolar
  54. plasma electrolytic oxidation process, Surf Coat
  55. Tech, 199, 150-157, 2005.
  56. J.F., Xu, T., Effect of potassium fluoride in
  57. electrolytic solution on the structure and properties
  58. of microarc oxidation coatings on magnesium
  59. alloy, Appl Surf Sci, 252, 345-351, 2005.
  60. Martini, C., Sabatini, G., Ceschini, L., Williams,
  61. J.A., Hutchings, I.M., Improving sliding and
  62. abrasive wear behaviour of cast A356 and wrought
  63. AA7075 aluminium alloys by plasma electrolytic
  64. oxidation, Mater Design, 31, 816-828, 2010.
  65. Nie, X., Meletis, E.I., Jiang, J.C., Leyland, A.,
  66. Yerokhin, A.L., Matthews, A., Abrasive
  67. wear/corrosion properties and TEM analysis of
  68. Al2O3 coatings fabricated using plasma
  69. electrolysis, Surf Coat Tech, 149, 245-251, 2002.
  70. Chen, F., Zhou, H., Zhang, Q.F., Lv, F.X., Friction
  71. and Wear of the Ceramic Coating Formed on
  72. Magnesium Alloy, Advanced Tribology, 467-470,
  73. Li, J., Bai, X.D., Zhang, D.L., Li, H.Y.,
  74. Characterization and structure study of the anodic
  75. oxide film on Zircaloy-4 synthesized using NaOH
  76. electrolytes at room temperature, Appl Surf Sci,
  77. , 7436-7441, 2006.
  78. Han,Y., Yan, Y.Y., Lu, C.G., The effect of
  79. chemical treatment on apatite-forming ability of
  80. the macroporous zirconia films formed by micro arc oxidation, Appl Surf Sci, 254, 4833-4839,
  81. Good, V., Widding, K., Hunter, G., Heuer, D.,
  82. Oxidized zirconium: a potentially longer lasting hip
  83. implant, Mater Design, 26, 618-622, 2005.
  84. Uchida, M., Kim, H.M., Miyaji, F., Kokubo, T.,
  85. Nakamura, T., Apatite formation on zirconium
  86. metal treated with aqueous NaOH, Biomaterials,
  87. , 313-317, 2002.
  88. Xue, W.B., Zhu, Q.Z., Jin, Q., Hua, M.,
  89. Characterization of ceramic coatings fabricated on
  90. zirconium alloy by plasma electrolytic oxidation in
  91. silicate electrolyte, Mater Chem Phys, 120, 656-
  92. , 2010.
  93. Miyake, M., Uno, M., Yamanaka, S., On the
  94. zirconium-oxygen-hydrogen ternary system, J Nucl
  95. Mater, 270, 233-241, 1999.
  96. Setoyama, D., Yamanaka, S., Phase diagram of Zr-
  97. O-H ternary system, J Alloy Compd, 370, 144-
  98. , 2004.
  99. Uchida, M., Kim, H.M., Kokubo, T., Tanaka, K.,
  100. Nakamura, T., Structural dependence of apatite
  101. formation on zirconia gels in a simulated body
  102. fluid, J Ceram Soc Jpn, 110, 710-715, 2002.
  103. Kobayashi, A., Shanmugavelayutham, G., Yano, S.,
  104. Microstructural characterization and properties of
  105. ZrO2/Al2O3 thermal barrier coatings by gas tunneltype
  106. plasma spraying, Vacuum, 80, 1336-1340,
  107. Chaim, R., Zhitomirsky, I., GalOr, L., Bestgen, H.,
  108. Electrochemical Al2O3-ZrO2 composite coatings on
  109. non-oxide ceramic substrates, J Mater Sci, 32,
  110. -400, 1997.
  111. Leushake, U., Krell, T., Schulz, U., Peters, M.,
  112. Kaysser, W.A., Rabin, B.H., Microstructure and
  113. phase stability of EB-PVD alumina and
  114. alumina/zirconia for thermal barrier coating
  115. applications, Surf Coat Tech, 94-5, 131-136, 1997
  116. Pauporte, T., Finne, J., Kahn-Harari, A., Lincot, D.,
  117. Growth by plasma electrolysis of zirconium oxide
  118. films in the micrometer range, Surf Coat Tech,
  119. , 213-219, 2005.
  120. Ohki, M., Hwu, T.C., Mutoh, T., Thermal cycle
  121. damage of wear-resistant ceramic coatings, T
  122. Indian I Metals, 53, 135-140, 2000.
  123. Han, Y., Yan, Y.Y., Li, D.C., Huang, J.J., Lian, Q.,
  124. Effect of NaAlO2 concentrations on microstructure
  125. and corrosion resistance of Al2O3/ZrO2 coatings
  126. formed on zirconium by micro-arc oxidation, Appl
  127. Surf Sci, 256, 6359-6366, 2010.
  128. Hobbs, L.W., Rosen, V.B., Mangin, S.P., Treska,
  129. M., Hunter, G., Oxidation microstructures and
  130. interfaces in the oxidized zirconium knee, Int J
  131. Appl Ceram Tec, 2, 221-246, 2005.
  132. Han, Y., Yan,Y.Y., Structure and bioactivity of
  133. micro-arc oxidized zirconia films, Surf Coat
  134. Tech, 201, 5692-5695, 2007.
  135. Han, Y., Yan, Y.Y., Lu, C.G., Zhang, Y.M., Xu,
  136. K.W., Bioactivity and osteoblast response of the
  137. micro-arc oxidized zirconia films, J Biomed
  138. Mater Res A, 88A, 117-127, 2009.
  139. Liu, L., Liu, Z., Chan, K.C., Luo, H.H., Cai, Q.Z.,
  140. Zhang, S.M., Surface modification and
  141. biocompatibility of Ni-free Zr-based bulk metallic
  142. glass, Scripta Mater, 58, 231-234, 2008.
  143. Klapkiv, M.D., State of an electrolytic plasma in
  144. the process of synthesis of oxides based on
  145. aluminum, Mater Sci+, 31, 494-499, 1995.
  146. Wei, T.B., Yan, F.Y., Tian, J., Characterization
  147. and wear- and corrosion-resistance of microarc
  148. oxidation ceramic coatings on aluminum alloy, J
  149. Alloy Compd, 389, 169-176, 2005.
  150. Xue, W.B., Deng, Z.W., Lai, Y.C., Chen, R.Y.,
  151. Analysis of phase distribution for ceramic coatings
  152. formed by microarc oxidation on aluminum alloy,
  153. J Am Ceram Soc, 81, 1365-1368, 1998.
  154. Yerokhin, A.L., Lyubimov, V.V., Ashitkov, R.V.,
  155. Phase formation in ceramic coatings during plasma
  156. electrolytic oxidation of aluminium alloys, Ceram
  157. Int, 24, 1-6, 1998.
  158. Mcpherso, R., Formation of Metastable Phases in
  159. Flame-Prepared and Plasma-Prepared Alumina, J
  160. Mater Sci, 8, 851-858,1973.
  161. Wu, H.H., Jin, Z.S., Long, B.Y., Yu, F.R., Lu,
  162. X.Y., Characterization of microarc oxidation
  163. process on aluminium alloy, Chinese Phys Lett,
  164. , 1815-1818, 2003.