İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Anabilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Alüminyum alaşımlarının korozyona karşı soljel yöntemi ile kaplanması ve NaCl ortamında incelenmesi
Coating of aluminium alloys by sol-gel method for corrosion resistance and investigation in NaCl medium
Yusıf Sujaddınov - 2017Teze Git (tez.yok.gov.tr)
Özet:
Bu tez çalışmasında, sol-jel yöntemi ile iki farklı hibrid sol hazırlanarak, AA7020 ve AA1050 alaşımları dip-coating yöntemiyle kaplanmıştır ve elde edilen numunelerin %3,5 NaCl ortamında korozyon davranışları incelenmiştir. Bu amaçla, tetraetil ortosilikat (TEOS), tetrapropil ortotitanat (TPOT) ve (3-Glisidiloksipropil)trimetoksisilan (GPTMS) ön başlatıcı maddeleri kullanılarak TEOS/GPTMS ve TPOT/GPTMS sol-jelleri hazırlanmıştır. Bu çalışmada, TEOS/GPTMS sol-jeli 7:4 mol oranında ve TPOT/GPTMS sol-jeli ise 1:1 mol oranında sentezlenmiştir. Sentezlenen sol-jeller yaşlandırma (ageing) işlemi için 19 saat bekletilip, zımparalanarak parlatılmış ve yüzey temizliği yapılmış AA7020 ve AA1050 numunelerin dip-coating (daldırma-kaplama) yöntemiyle kaplanmasında kullanılmıştır. Elde edilen kaplanmış örneklerin %3,5 NaCl ortamındaki korozyonunda, AA7020 örneklerinde daha stabil kaplamalar elde edilmiştir. Kürleme işleminden sonra elde edilen örneklerin optik mikroskop görüntüleri de bu sonucu desteklemektedir. Mikroskop görüntülerinden AA7020 örneğinin AA1050'ye kıyasla daha başarılı kaplamalar gerçekleştirdiği görülmüştür. Bu nedenle, kürleme (curing) işleminden sonra, sadece kaplanmış ve kaplanmamış AA7020 numunelerin Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve Enerji Dağılımlı X-ışını Spektrometresi (EDS) yöntemleriyle morfolojik analizleri yapılmıştır. Açık Devre Potansiyeli (OCP) 3 saat boyunca ölçüldükten sonra, Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) ve Tafel Polarizasyon (TP) analiz yöntemleriyle örneklerin korozif ortamda davranışları incelenmiştir. TEOS/GPTMS, TPOT/GPTMS kaplanmış ve kaplanmamış örneklerden elde edilen veriler hesaplanarak, kaplamaların korozyona karşı koruma etkinlikleri karşılaştırılmıştır. Korozyon analizlerinden sonra, kaplanmış ve kaplanmamış alüminyum alaşımı örneklerinin SEM ve EDS analizleri yeniden yapılıp, korozyondan önceki analiz verileriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, %3,5 NaCl ortamında, TEOS/GPTMS ve TPOT/GPTMS sol-jel kaplamaların AA7020 numuneler üzerinde korozyona karşı koruma etkinliklerinin yüksek değerlerde olduğu belirlenmiştir.
Summary:
In this thesis, AA7020 and AA1050 alloys were coated by dip-coating method using two different hybrid sols which were prepared by sol-gel method and corrosion behavior for all the samples were analyzed in 3.5% NaCl solution. For this purpose, TEOS/GPTMS and TPOT/GPTMS sol-gels were prepared using tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetrapropyl orthotitanate (TPOT) and (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GPTMS) precursors. In this study, TEOS/GPTMS sol-gel was synthesized at 7:4 molar ratio and TPOT/GPTMS sol-gel at 1:1 molar ratio. The synthesized sol-gels were left for ageing for 19 hours and used for coating of the AA7020 and AA1050 alloy samples by dipcoating method which were polished by sanding and cleaned their surfaces. More stable coatings were obtained for the AA7020 samples in the corrosion in 3.5% NaCl medium. The optic microscope images after curing process was supported this result. From the optic microscope images it was observed that AA7020 sample was coated more successful comparing with the coating of AA1050 sample. Therefore, morphological analyzes of coated and uncoated AA7020 samples were performed by Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS) methods. After the recording of Open Circuit Potential (OCP) for 3 hours, the behaviors of the samples in corrosive environment were investigated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Tafel Polarization (TP) analysis methods. Corrosion protection activities of the TEOS/GPTMS, TPOT/GPTMS coated and uncoated samples were compared by calculating from the obtained data. After corrosion analyzes, SEM and EDS analyzes of the coated and uncoated samples were repeated and compared the analysis data before and after corrosion. As a result, it was determined that the corrosion protection performances of TEOS/GPTMS and TPOT/GPTMS sol-gel coatings were high on AA7020 samples in 3.5 wt% NaCl medium.