Yazarlar: Öyküm Kanbir, Emel Taşyakan, Kadir Çavdar

Yayın: Kanbir Ö.; Taşyakan E.; Çavdar K. Metal malzeme yüzeylerinin yapıştırma işlemlerinde atmosferik basınçlı plazma uygulamasının etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2023, 38 (2), 665-678. doi: 10.17341/gazimmfd.1025228

Yayının tamamı için: https://dergipark.org.tr/tr/pub/gazimmfd/issue/72928/1025228

Aşağıdaki metin, atmosferik basınçlı soğuk plazma işleminin metal yüzeylerin yapışma bağı üzerindeki etkisine ilişkin çalışmayı özetlemektedir. Plazma işlemleri piezobrush® PZ2 ile gerçekleştirilmiştir.

Atmosferik basınçlı plazma (ABP) uygulamaları, hızlı ve kolay-stabil şekilde malzeme yüzeylerine uygulanabilirliğinden ve vakum altında yapılan plazma uygulamalarına göre çok sayıda avantaja sahip olduğundan dolayı günümüzde birçok alanda ön plana çıkmaya başlamıştır. ABP ile malzemelerin yüzey enerjilerinin, yapışma davranışlarının ve yüzey mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi mümkündür. Bu bağlamda metal malzemelerin yapıştırılması işleminde daha detaylı araştırmalar yapılarak süreç parametrelerinin ortaya konulmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada ABP uygulamasının, galvaniz kaplamalı çelikler (H300LAD) ile kaplamasız çeliklerin (H300LA) yapıştırma bağının dayanımları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deney için hazırlanan düzenek Şekil 1!de görülmektedir. Deney parametreleri olarak iki farklı malzeme (H300LAD ve H300LA), iki farklı yapıştırıcı (Marocol 18576 ve Erde G-Force) ve üç farklı plazma uygulama hızı (5 mm/s, 10 mm/s ve 15 mm/s) belirlenmiştir. Sonuçlar, ABP uygulamasının metal yapıştırma işleminde iyileşmeler sağladığını göstermektedir.

Yayının tamamı için: https://dergipark.org.tr/tr/pub/gazimmfd/issue/72928/1025228

Şekil 1. Deneylerde kullanılan düzenek

Çalışmada öncelikle deney numunelerinin su damlası kullanılarak temas açıları ölçülmüş, mürekkep testiyle de izafi yüzey gerilimleri tespit edilmiştir. Bu veriler, ABP uygulaması sonrası elde edilen verilerle karşılaştırılarak uygulanan plazma işleminin yüzey özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. 

Ardından, farklı plazma uygulama hızları ve farklı yapıştırıcılar uygulanarak hazırlanan deney numuneleri, çekme testine tabi tutulmuş ve elde edilen veriler ile plazma işleminin malzemelerin yapışma dayanımı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir.

Şekil 2. Plazma işleminden önce ve sonra üç farklı uygulama hızı için yapıştırma bağ dayanım sonuçları

ABP işleminin, yüzey ıslanabilirliği üzerinde etkili olduğu açıktır. Plazma işlemi sonrası ortalama su temas açı değeri, galvaniz kaplamalı malzemede (M1) 56,5°den 17,5°ye gerileyerek yüzey ıslanabilirliği için yaklaşık %69’luk ve kaplamasız çelik malzemede (M2) ise 68,5°den 45°ye gerileyerek yaklaşık %34’lük bir iyileşme sağlanabileceği anlaşılmıştır. ABP’nin metal yüzeylere uygulanmasının yapıştırma bağlarının dayanımını önemli ölçüde arttığı görülmüştür. ABP uygulaması, her iki malzeme, yüzeye uygulanan her iki yapıştırıcı ve her üç plazma uygulama hızı için de yapışma bağının iyileşmesinde etkili olmuştur (Şekil 2).