Sentetik al-si ikili alaşımlarının mikro ark oksidasyon (MAO) tekniği ile kaplanması

Abstract

Bu çalışmada saf alüminyum ve atomik olarak %1, 2, 4, 8, 12, 16 ve 32 oranlarında Si içeren Al-Si ikili alaşımları üzerinde, 120 dakika süre ile Mikro Ark Oksidasyon (MAO) tekniği ile seramik esaslı kaplamalar üretildi. Farklı miktarlarda Si kullanılarak oluşturulan Al-Si alaşımlarında Si miktarının kaplama kinetiğine, kaplama faz kompozisyonuna, yüzey pürüzlülüğüne, kaplamanın mikroyapısına etkisi araştırıldı. Alaşım içerisindeki Si miktarının artmasıyla kaplama kalınlığının ve yüzey pürüzlülüğünün sistematik olarak azaldığı tespit edildi. Kaplamaların XRD ile yüzeyden yapılan faz kompozisyon incelemelerinde saf Al ve tüm alaşımlarda Al, müllit (Al6Si2O13), ?-Al2O3 fazları gözlenirken ?-Al2O3 fazı sadece saf Al ile Al-1Si numunelerinde tespit edilmiştir. Aynı numunelerin aşındırmalı XRD incelemesinde ise, Al-2Si alaşımında da ?-Al2O3 fazı görülmüş, daha fazla Si içeren alaşımlarda bu faz kaybolmuştur. Yüksek oranda Si içeren alaşımlarda ise, elementel Si fazı gözlenmeye başlanmış, müllit fazının kaplamadaki miktarı azalmıştır. Kaplama boyunca alınan çizgisel EDS sonuçlarına göre oksijenin kaplama boyunca değişmediği, kaplamanın genelinde alüminyumun daha fazla miktarda bulunduğu ve altlık-kaplama arayüzeyi ile kaplamanın dış kısımlarında silisyum miktarında önemli derecede artışların olduğu tespit edilmiştir.

In this study, ceramic based coatings were produced on pure aluminum and Al-Si binary alloys containing 1, 2, 4, 8, 12, 32 % at. Si by Micro Arc Oxidation (MAO) method for 120 minutes. Effect of Si content on growth kinetics, phase composition, surface roughness and microstructure of coatings on Al-Si binary alloys produce using different amounts of Si were investigated. It was determined that coating thickness and surface roughness systematically decreased with increasing amount of Si in alloys. Phase composition examination from coating surfaces by XRD showed that Al, mullite (Al6Si2O13), ?-Al2O3 phases exist in pure Al and all alloys while ?-Al2O3 exist only in pure Al and Al-1Si alloy. ?-Al2O3 phase was found in Al-2Si alloys and disappeared in alloys with higher Si content in XRD analysis carried out from surface of the ground coatings. Elemental Si was observed and mullite content decreased in alloys containing a high proportion of Si. It was determined that oxygen content does not change along the coating, greater amount aluminum is present throughout the coating and Si content increases significantly in coating-substrate interface and outer regions of the coating in according to the results of line EDS analysis carried out throughout the coating.