Son yıllarda mühendislik alaşımlarının yüzey topografyasının değiştirilmesi ile malzeme yüzeyinin ıslanma davranışının farklılık göstermesi biyomedikal, havacılık ve mikroakışkan cihazları gibi endüstriyel uygulama alanlarında ilgi görmüştür. Hidrofobik özellik gösteren gül yaprağı, kelebek kanatları ve nilüfer yaprakları gibi doğal yapıların tümü incelendiğinde yüzeylerinde mikrometre ve nanometre mertebesinde yüzey yapılarına ve belirli bir yüzey kimyasına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Malzemelerin yüzeylerinin işlenmesi ile oluşturulan bu ıslatma yüzeyleri, doğada var olan yapılardan ilham almaktadır. Metal alaşımlarına da yeni fonksiyonların kazandırılmasını sağlayan ıslanabilirlik davranışını elde etmek için yüzey topografyası ve yüzey kimyasının kombinasyonlu bir şekilde değişmesi gerekmektedir. Bu çalışmada AISI316L kodlu paslanmaz çelik malzeme yüzeyi nanosaniye atımlı bir fiber lazer kullanılarak lazer gücü, tarama hızı (500, 1000 ve 1500 mm/s), tarama mesafesi (50, 100 ve 150 µm) ve yardımcı gaz (azot, argon ve hava) parametreleri değiştirilerek malzemenin yüzeyine mikro ve nano boyutta yapılar oluşturulmuştur. Yüzeyde lazerle oluşturulan yapıların AISI316L kodlu paslanmaz çelik malzeme yüzeyindeki ıslanma davranışının etkileri incelenmiştir. Yüzey işlemede kullanılacak her bir parametrenin etkisi MiniTab yazılımı kullanılarak Taguchi yöntemiyle belirlenmiştir. Optimum işleme parametreleri ile yeni bir numune üzerinde deney yapılmış ve literatürde haftalarca süren süperhidrofobikliğe geçiş süresi kısaltılarak 6. günde süperhidrofobik gül yaprağı etkisi gösteren malzeme yüzeyi elde edilmiştir. Yüzeyi işlenmiş malzemelerin yüzey dayanıklılığını karakterize etmek için mikro çizilme testi uygulanmıştır. Mikro çizilme testlerinde elde edilen çizikler optik mikroskopla incelenip çizilme sertliği değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlardan farklı gaz ortamlarında tarama hızının 500 mm/s olduğunda çizilme sertliğinin maksimum değerine ulaştığı tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: AISI316L, Lazerle yüzey işleme, Süperhidrofobik, Mikro çizilme testi, Taguchi metodu.
|
