Metal ve metal alaşımlarına elektrokimyasal yöntemle bor ve bor bileşiklerinin biriktirilmesi

METAL VE METAL ALAŞIMLARINA ELEKTROKİMYASAL YÖNTEMLEBOR VE BOR BİLEŞİKLERİNİN BİRİKTİRİLMESİ(Doktora Tezi)Hüseyin ÇELİKKANGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜOcak 2007ÖZETMetal ve metal alaşımları, korozyon direncini artırma, katalitik özellikkazandırma ve mekanik özellikleri iyileştirme gibi çeşitli amaçlarla borve bor bileşikleriyle kaplanır. Bu işleme borlama adı verilir. Kimyasal vefiziksel yöntemlere göre daha az uygulanan elektrokimyasal borlamaişlemi diğer iki metoda göre kaplama bileşiminin ve kristal yapısınınkontrolü yanında basit enstrümantasyon gibi bazı avantajlara sahiptir.Elektrokimyasal borlama işlemleri 900-1200 oC gibi sıcaklıklarda eriyikhaldeki bor tuzlarında gerçekleştirilir. Yüksek sıcaklık metal veyaalaşımın yapısını bozma riskinin yanında sınai açıdan maliyeti artışıproblemlerini de getirmektedir.Tez çalışmasında, Pt elektrot kullanılarak dönüşümlü voltametri,kronoamperometri, kronokulometri, ultramikro disk ve döner diskelektrodu yöntemleriyle dimetilformamid çözücü ortamında BBr3bileşiğinin elektrokimyasal yoldan indirgenme mekanizmasıaydınlatılmıştır. Sonrasında aynı çözelti ortamından Pt, Ti6Al4V alaşımıve St37 alaşımsız yumuşak karbon çeliğine oda sıcaklığındaelektrokimyasal yoldan indirgeme yoluyla bor biriktirilmiştir. Birikmeşekli SEM fotoğraflarıyla araştırılmıştır. Sonrasında Ti6Al4V ve St37üzerine yapılan bor biriktirmeleri çeşitli sıcaklıklarda argon gazıatmosferinde ısıl işleme tabi tutulmuştur. Isıl işlem sonucunda yüzeydemeydana gelen bor bileşiklerinin türü, kristal yapısı ve morfolojisi XRDçekimleri ve SEM fotoğrafları alınarak aydınlatılmıştır.Sonuç olarak, oda sıcaklığında bor biriktirilen malzeme yüzeylerindeliteratürdekinin çok daha altındaki 500 ve 700 oC gibi sıcaklıklarda metalborürlerin meydana geldiği belirlenmiştir. Sıcaklığın, biriktirme yapılanmalzemeye doğru gerçekleşen difüzyonu kontrol ettiği görülmüştür.Ti6Al4V alaşımı için yapılan çalışmalarda ısıl işlem sıcaklığı ile titanyumborürlerinin oluşumu arasındaki ilişki doğrusaldır. St 37 alaşımsızyumuşak karbon çeliği için yapılan çalışmalarda ise demir borürlerinoluşumuna dair bu doğrusal değişim söz konusu değildir. Bu durumtitanyumun, demire göre bora daha yüksek afinite göstermesi sonucunabağlanmıştır.