İTÜDERGİSİ/d, Cilt 7, Sayı 2 (2008)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Katodik ark FBB yöntemi ile Cr kaplı düşük karbonlu çelikte oluşan spinodal fazlar

Mehmet Erdem ŞİRELİ, Mustafa ÜRGEN, Ali Fuat ÇAKIR

Özet


Bu çalışmada, katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile krom kaplanan, krom kaplama sonrası farklı sürelerde yüksek bias voltajı etkisi ile krom iyonu bombardımanı uygulanan ve darbeli bias voltajı uygulaması ile krom kaplanan düşük karbonlu çelik malzemelerde meydana gelen spinodal fazlar karakterize edilerek, gelişimleri incelenmiştir. Elektron mikroskopisi, elementel analizler ve kesitlerden alınan derinlik profili çalışmaları ile gerek kaplama sonrası uygulanan krom bombardımanı, gerekse darbeli bias uygulamasında yüksek bias periyodlarındaki krom bombardımanının, krom kaplama ve düşük karbonlu çelik taban malzeme arasında radyasyon destekli yayınma mekanizması ile gerçekleşen bir iyon demeti karışımı prosesine neden olduğu tespit edilmiştir. Bunun sonucunda, taban malzemeden kaplama yüzeyine büyük oranda demir atomu yayınmış ve yüzeylerde çok kısa süreler içerisinde spinodal ayrışma fazları meydana gelmiştir. Bu fazların morfolojileri, literatürde demir-krom (Fe-Cr) sistemindeki spinodal ayrışma çalışmalarında elde edilen mikroyapılar ve bilgisayar simülasyonu ile oluşturulan spinodal yapılar ile oldukça büyük benzerlikler göstermiştir. Ayrıca bombardıman uygulanan örneklerde, spinodal ayrışma yapılarının bir karakteristiği olan tepe/vadi oluşumları ile fazlar arasındaki bileşimsel dalgalanmalar gibi sonuçların gözlenmesi de spinodal fazların oluşumunu doğrulamaktadır.  Elde edilen mikroyapılara bakıldığında, taneli taban malzeme üzerinde epitaksik olarak büyüyen kaplamalardaki bazı tanelerde, spinodal ayrışma fazları oluşmadığı görülmüştür. Bununla birlikte, bombardıman süresinin artması ile bu tanelerde de spinodal ayrışma yapılarına benzer oluşumlar gözlenmiştir.

 

Anahtar Kelimeler: İyon bombardımanı, radyasyon destekli yayınma, spinodal ayrışma.


Tam Metin: PDF