Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 1, 119 - 132, 01.12.2020
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.656258

Öz

Bu çalışmada, otomobil far yansıtıcı yüzeylerinin PVD kaplama proseslerinde koruyucu film tabakası oluşturmak için kullanılan HMDSO monomer salınım hattının Sonlu Hacimler Yöntemi ile vakum ortamı içerisine hat boyunca eşit oranda salınım yapılacak şekilde optimizasyonu sağlanmıştır. Bununla birlikte vakum ortamına salınan HMDSO monomerinin polimerizasyon öncesi eşit dağılımı için parça altlıkları dönüş mekanikleri CFD simülasyonları ile analiz edilmiş ve deneysel uygulamalar ile sonuçlar doğrulanmıştır.

Kaynakça

  • 1. Hegemann D., Brunner H., Oehr C., Plasma treatment of polymers for surface and adhesion improvement, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 208, 281-286, 2003
  • 2. Engel A.K., Yoden T., Sanui K. and N. Ogata, Synthesis of aromatic Schiff base oligomers at the air/water interface, Journal of American Chemical Sociecty (J. Am Chem. Soc.), 107, 8308-8310, 1985
  • 3. Kakimato M., Suzuki M., T. Konishi, Imai Y., Iwamoto M. and Hino T., Preparatıon of mono- and multılayer fılms of aromatıc polyımıdes usıng Langmuır–Blodgett technıque, CSJ Journals Chemistry letters, 15 (5), 823-826, 1986
  • 4. Kubono A., Higuchi H., Umemoto S. and Okui N. , Molecular orientation of alkyl-aromatic polyimide thin films prepared by vapour deposition polymerization, Thin Solid Films, 229 (1), 133-136, 1993
  • 5. Ebihara K., Fujishima T., Kojyo D. and Murata M., Silicon oxide film preparation by RF plasma-enhanced MOCVD using hexamethyldisiloxane, Plasma Sources Science and Technology, 2 (1), 14, 1993
  • 6. Hegemann D., Brunner H., Oehr C., Evaluation of deposition conditions to design plasma coatings lke SiOx and a-C:H on polymers, Surface and Coating Technologies, 174-175, 253-269, 2003
  • 7. Pandiyaraj K., Kumar A.A., Ramkumar M.C., Kumar U.S., Gopinath P., Cools P., Geyter De N., Morent R., Bah M., Shah I.S., Su P., Deshmukh R.R., Effect of processing parameters on the deposition of SiOx-like coatings on the surface of polypropylene films using glow discharge plasm assisted polymerization for tissue engineering applications, Vacuum, 143, 412-422, 2017
  • 8. Freidrich J., Mechanisms of Plasma Polymerization – Reviewed from a Chemical Point of View, Plasma Processes and Polymers, 8 (1), 783-802, 2011
  • 9. Vasile, M. J., Smolinsky G.. Organosilicon films formed by an RF plasma polymerization process Journal of the Electrochemical Society 119 (4) ,451-455, 1972
  • 10. Yasuda H., Lamaze C. E., Polymerization in an electrodeless glow discharge. II. Olefinic monomers Journal of Applied Polymer Science 17(5), 1519-1531, 1973
  • 11. Yasuda H., Lamaze C. E., Polymerization in an electrodeless glow discharge III. Organic compounds without olefinic doublebond Journal of Applied Polymer Science 17(5), 1533-1544, 1973
  • 12. Mearns A. M., Insulator thin films formed by glow discharge and radiation techniques, Thin Solid Films, 3 (3) 201-228 1969
  • 13. Hollahan J. R., Rare gas plasma polymerization of benzene at− 196°, Macromoleculer Chemistry and Physics, 154(1) , 303, 1972
  • 14. Ansys Inc., ANSYS FLUENT theory guide, Canonsburg, PA, Release 15.0, 2-6, 2013
  • 15. Wilcox D.C., Turbulence modeling for CFD, DCW industries, Vol. 2. La Canada, CA, 137-140, 1998
  • 16. Sobachkin, A. and Dumnov G., Numerical basis of CAD-embedded CFD, NAFEMS World Congress, 7-11, 2013
  • 17. Lamendola R., D’Agostino R, Fracassi F, This film deposation from hexamethyldisliloxane fed glow discharges, Plasmas and Polymers, 2 (3), 147-164, 1997
  • 18. Schwarz J., Schmidt M. and Ohl A. , Synthesis of plasma-polymerized hexamethyldisiloxane (HMDSO) films by microwave discharge, Surface and Coating Technology, 98 (1-3),859-864, 1998
  • 19. Morent R., Geyter N.D., Vlierberghe S.V., Dubruel P., Leys C. and Schacht E., Organic-inorganic behaviour of HMDSO films plasma-polymerized at athmospheric pressure”, Surface and Coating Technology, 203 (10-11), 1366-1372, 2009
  • 20. Zajickova L., Bursikova V., Perina V., Mackova A., Subedi D., Janca J., Simirnov S., Plasma mofication of polycarbonates, Surface and Coating Technology 142-144, 449-454, 2001
  • 21. Jamieson E.H.H. and Windle A.H., Structure and oxygen-barrier properties of metallized polymer film, Journal of Material. Sciences. 18 (1),64-80, 1983
  • 22. İç Y.T. ve Yıldırım S., Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleriyle Birlikte Taguchi Yöntemini Kullanarak Bir Ürünün Tasarımının Geliştirilmesi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 27 (2), 447-458, 2012

Numerical investigation and process optimization of hmdso polymerization in PVD vacuum environment for automotive industry

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 1, 119 - 132, 01.12.2020
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.656258

Öz

In this study, HMDSO monomer releasing system that is used to form a protective film layer on the automotive headlight reflective surfaces in the PVD coating processes, has been optimized to equally distribute through the releasing pipeline in vacuum condition by using finite volumes method. In addition, for uniform distribution of the HMDSO monomer release before polymerization into the vacuum medium, the substrate’s jig rotation mechanics were analyzed by CFD simulations and the results were verified by experimental applications.

Kaynakça

  • 1. Hegemann D., Brunner H., Oehr C., Plasma treatment of polymers for surface and adhesion improvement, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 208, 281-286, 2003
  • 2. Engel A.K., Yoden T., Sanui K. and N. Ogata, Synthesis of aromatic Schiff base oligomers at the air/water interface, Journal of American Chemical Sociecty (J. Am Chem. Soc.), 107, 8308-8310, 1985
  • 3. Kakimato M., Suzuki M., T. Konishi, Imai Y., Iwamoto M. and Hino T., Preparatıon of mono- and multılayer fılms of aromatıc polyımıdes usıng Langmuır–Blodgett technıque, CSJ Journals Chemistry letters, 15 (5), 823-826, 1986
  • 4. Kubono A., Higuchi H., Umemoto S. and Okui N. , Molecular orientation of alkyl-aromatic polyimide thin films prepared by vapour deposition polymerization, Thin Solid Films, 229 (1), 133-136, 1993
  • 5. Ebihara K., Fujishima T., Kojyo D. and Murata M., Silicon oxide film preparation by RF plasma-enhanced MOCVD using hexamethyldisiloxane, Plasma Sources Science and Technology, 2 (1), 14, 1993
  • 6. Hegemann D., Brunner H., Oehr C., Evaluation of deposition conditions to design plasma coatings lke SiOx and a-C:H on polymers, Surface and Coating Technologies, 174-175, 253-269, 2003
  • 7. Pandiyaraj K., Kumar A.A., Ramkumar M.C., Kumar U.S., Gopinath P., Cools P., Geyter De N., Morent R., Bah M., Shah I.S., Su P., Deshmukh R.R., Effect of processing parameters on the deposition of SiOx-like coatings on the surface of polypropylene films using glow discharge plasm assisted polymerization for tissue engineering applications, Vacuum, 143, 412-422, 2017
  • 8. Freidrich J., Mechanisms of Plasma Polymerization – Reviewed from a Chemical Point of View, Plasma Processes and Polymers, 8 (1), 783-802, 2011
  • 9. Vasile, M. J., Smolinsky G.. Organosilicon films formed by an RF plasma polymerization process Journal of the Electrochemical Society 119 (4) ,451-455, 1972
  • 10. Yasuda H., Lamaze C. E., Polymerization in an electrodeless glow discharge. II. Olefinic monomers Journal of Applied Polymer Science 17(5), 1519-1531, 1973
  • 11. Yasuda H., Lamaze C. E., Polymerization in an electrodeless glow discharge III. Organic compounds without olefinic doublebond Journal of Applied Polymer Science 17(5), 1533-1544, 1973
  • 12. Mearns A. M., Insulator thin films formed by glow discharge and radiation techniques, Thin Solid Films, 3 (3) 201-228 1969
  • 13. Hollahan J. R., Rare gas plasma polymerization of benzene at− 196°, Macromoleculer Chemistry and Physics, 154(1) , 303, 1972
  • 14. Ansys Inc., ANSYS FLUENT theory guide, Canonsburg, PA, Release 15.0, 2-6, 2013
  • 15. Wilcox D.C., Turbulence modeling for CFD, DCW industries, Vol. 2. La Canada, CA, 137-140, 1998
  • 16. Sobachkin, A. and Dumnov G., Numerical basis of CAD-embedded CFD, NAFEMS World Congress, 7-11, 2013
  • 17. Lamendola R., D’Agostino R, Fracassi F, This film deposation from hexamethyldisliloxane fed glow discharges, Plasmas and Polymers, 2 (3), 147-164, 1997
  • 18. Schwarz J., Schmidt M. and Ohl A. , Synthesis of plasma-polymerized hexamethyldisiloxane (HMDSO) films by microwave discharge, Surface and Coating Technology, 98 (1-3),859-864, 1998
  • 19. Morent R., Geyter N.D., Vlierberghe S.V., Dubruel P., Leys C. and Schacht E., Organic-inorganic behaviour of HMDSO films plasma-polymerized at athmospheric pressure”, Surface and Coating Technology, 203 (10-11), 1366-1372, 2009
  • 20. Zajickova L., Bursikova V., Perina V., Mackova A., Subedi D., Janca J., Simirnov S., Plasma mofication of polycarbonates, Surface and Coating Technology 142-144, 449-454, 2001
  • 21. Jamieson E.H.H. and Windle A.H., Structure and oxygen-barrier properties of metallized polymer film, Journal of Material. Sciences. 18 (1),64-80, 1983
  • 22. İç Y.T. ve Yıldırım S., Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleriyle Birlikte Taguchi Yöntemini Kullanarak Bir Ürünün Tasarımının Geliştirilmesi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 27 (2), 447-458, 2012
Toplam 22 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

İbrahim Emrah Sözer 0000-0002-2413-0374

Yayımlanma Tarihi 1 Aralık 2020
Gönderilme Tarihi 6 Aralık 2019
Kabul Tarihi 25 Haziran 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Sözer, İ. E. (2020). PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(1), 119-132. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.656258
AMA Sözer İE. PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu. GUMMFD. Aralık 2020;36(1):119-132. doi:10.17341/gazimmfd.656258
Chicago Sözer, İbrahim Emrah. “PVD Vakum ortamında HMDSO Polimerizasyonunun Otomotiv endüstrisi için nümerik Olarak Incelenmesi Ve Proses Optimizasyonu”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, sy. 1 (Aralık 2020): 119-32. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.656258.
EndNote Sözer İE (01 Aralık 2020) PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 1 119–132.
IEEE İ. E. Sözer, “PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu”, GUMMFD, c. 36, sy. 1, ss. 119–132, 2020, doi: 10.17341/gazimmfd.656258.
ISNAD Sözer, İbrahim Emrah. “PVD Vakum ortamında HMDSO Polimerizasyonunun Otomotiv endüstrisi için nümerik Olarak Incelenmesi Ve Proses Optimizasyonu”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/1 (Aralık 2020), 119-132. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.656258.
JAMA Sözer İE. PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu. GUMMFD. 2020;36:119–132.
MLA Sözer, İbrahim Emrah. “PVD Vakum ortamında HMDSO Polimerizasyonunun Otomotiv endüstrisi için nümerik Olarak Incelenmesi Ve Proses Optimizasyonu”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy. 1, 2020, ss. 119-32, doi:10.17341/gazimmfd.656258.
Vancouver Sözer İE. PVD vakum ortamında HMDSO polimerizasyonunun otomotiv endüstrisi için nümerik olarak incelenmesi ve proses optimizasyonu. GUMMFD. 2020;36(1):119-32.