Nanoölçekteki arayüzeylerin kayma dayanımlarınının deneysel olarak ölçülmesi

Authors : Sezer Özerinç

Pages : 1645-1652

Doi:10.17341/gazimmfd.486484

View : 23 | Download : 12

Publication Date : 2019-05-29

Article Type : Research Paper

Abstract :İki farklı metalin ardışık katmanlar halinde sıralandığı ve katman kalınlıklarının 1 mikronun altında olduğu yapılara nanokatmanlı metaller adı verilir. Nanokatmanlı metaller, yüksek akma dayanımı, ısıl stabilite ve radyasyon dayanımı gibi üstün özellikleri nedeniyle mühendislik uygulamaları için gelecek vaat etmektedir. Daha yüksek dayanımlı nanokatmanların geliştirilmesi ve bu malzemelerin içyapı-mekanik özellik ilişkisinin daha iyi anlaşılabilmesi için, katmanların arayüzey dayanımlarının doğru ve hassas bir şekilde ölçülmesi gerekir. Farklı kristal yapısına sahip iki elementin oluşturduğu nanokatmanlı yapılarda, arayüzeylerin kayma dayanımlarının katmanların akma dayanımına göre oldukça düşük olduğuna dair bulgular mevcuttur. Fakat bu konudaki deneysel çalışmalar, ölçümlerin zorluğu nedeniyle oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada, arayüzeylerin kayma dayanımlarının deneysel olarak ölçülmesine yönelik bir yöntemin detayları sunulmuştur. Bu amaçla, bakır-niyobyum katmanları fiziksel buhar bırakımı ile üretilmiş, odaklanmış iyon demeti aracılığıyla mikrosütun numuneler hazırlanmış, elde edilen numuneler üzerinde bir nanosertlik cihazı aracılığıyla basma testi yapılmıştır. Numune üretimi öncesinde litografi yöntemiyle silisyum mikrosilindir altlıklar üretilmiş ve bu özgün yaklaşım sayesinde numune üretim süresi ve maliyeti kısaltılmış, tekrarlanabilirlik ise artırılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürdeki deneysel verilerle ve moleküler dinamik simülasyonları ile uyumludur. Uygulanan yöntem, nanokatmanların yanı sıra, çeşitli mühendislik kaplamalarının yüzeye yapışma özelliklerini ve çok fazlı yapıların faz arayüzeylerindeki dayanımı ölçmek için de etkili bir yaklaşım sunmaktadır.
Keywords : Nanokatmanlı malzemeler, mekanik ölçümler, arayüzey dayanımı, mikrobasma deneyi, odaklanmış iyon demeti