AZ91 alaşımı yüzeyine MAO/HiPIMS-PVD yöntemleriyle büyütülen dubleks kaplamanın yapısal karakterizasyonunun incelenmesi

Bu çalışmada; sırasıyla AZ91 alaşımı üzerine Mikro Ark Oksidasyon (MAO) yöntemiyle MgO ara tabakası, Yüksek Güçlü Darbeli Magnetron Sıçratma-Fiziksel Buhar Biriktirme (HiPIMS-PVD) kaplama yöntemiyle CrAlYN/CrYN gradient kaplaması büyütülmüş ve magnezyum alaşımının yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Hem MAO hem de HiPIMS-PVD kaplama yöntemlerinde kullanılan etkin kaplama parametreleri ve seviyeleri L4 deney planı kullanılarak Taguchi Deney Tasarım Yöntemine göre optimize edilmiştir. AZ91 alaşımı yüzeyine MAO/HiPIMS-PVD yöntemleriyle büyütülen dubleks kaplamaların yapısal karakterizasyonu, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X Işını Difraktometresi (XRD) ve Enerji Dağılım Spektrometresiyle (EDS), adezyon özellikleri Scratch Testi Cihazıyla ve yüzey profili Yüzey Pürüzlülüğü Test Cihazıyla analiz edilmiştir. Adezyon açısından optimize edilen dubleks yüzey işlemi ile AZ91 alaşımı üzerine büyütülen CrAlYN/CrYN gradient kaplamaların hem adezyonu iyileştirdiği hem de mekanik uyumsuzluğu giderdiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde AZ91 taban malzeme üzerine direkt büyütülen CrAlYN/CrYN gradient kaplamalara göre adezyon mukavemetinin yaklaşık 14 kat arttığı tespit edilmiştir.

In this study; MgO interlayer was grown on AZ91 alloy using by Micro Arc Oxidation (MAO) method and subsequently CrAlYN/CrYN gradient thin film was grown on MgO interlayer by using High Power Impact Magnetron Sputtering-Physical Vapor Deposition (HiPIMS-PVD) method. It was aimed to improve the surface properties of the AZ91 magnesium alloy. The effective coating parameters and levels used in both MAO and HiPIMS-PVD coating methods were optimized according to the Taguchi Experimental Design Method using the L4 experimental plan. Structural characterization of duplex coatings which grown on surface of AZ91 alloy by MAO/HiPIMS-PVD methods were analyzed with Scanning Electron Microscopy (SEM) Energy Dispersive Spectroscopy, X-Ray Spectrometry (XRD), Scratch Test Equipment and Surface Roughness Test Equipment. It has been determined that CrAlYN/CrYN gradient coatings grown on AZ91 alloy with duplex surface treatment optimized for adhesion both improve adhesion and removed mechanical mismatch. As a result of the obtained experiments, it was determined that the strength of adhesion increased approximately 14 times with duplex coating (MgO/CrAlYN/CrYN) compared to the CrAlYN/CrYN gradient coatings grown directly on the AZ91 substrate material.