Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi

Benek Hamamcı; Burcu Öztürk

doi:10.17714/gumusfenbil.1105157

TR EN

Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi

Öz

Yapıştırma bağlantı dayanımı, malzeme yüzeylerinin birbirleri ile etkileşimlerine ve numunelerin yüzey morfolojilerine bağlı olarak değişiklik gösterdiği bilinmektedir. İyi bir yapışmanın elde edilmesi için yeterli yüzey koşulu gerekmektedir. Yüzey morfolojisi, pürüzlülük değerleri ve serbest yüzey enerji (SYE) değerleri bağlantı dayanımına nasıl etki ettiği ve bu değerlerin kendi arasındaki ilişkileri önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı, kimyasal dağlama, kumlama ve hem kumlama hem de kimyasal dağlama ile hibrit aşındırılmış yüzeylerin, Yüzey morfolojisi, pürüzlülük değerleri, temas açısı ve SYE değerleri arasındaki ilişki araştırılmıştır. Farklı tekniklerle aşındırılan yüzeylerin farklı yüzey morfolojileri oluşmuştur. Farklı yüzey morfolojilerine sahip numunelerin yüzeyine farklı sıvılar kullanılarak temas açı değerleri tespit edilmiştir. Ayrıca Aşındırılan AA7075 numunelerin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve 3D profilometre ile analiz edilmiş, yüzey pürüzlülük değerleri belirlenmiştir. Farklı tekniklerle aşındırılan yüzeylerin farklı yüzey morfolojileri oluşmuştur. Yüzeylerin, SYE ve temas açısı değerleri ise yüzeyin ne kadar ıslatılabilir olduğu hakkında bize bilgi verir. Bu sebepten AA7075 yüzeylerinin yüzey pürüzlülük ve SYE değerleri kıyaslanmış ve yüzeylerin mekanik, termodinamik ilişkileri çalışmada ortaya konulmuştur. SYE hesaplamalarında OWRK ve Zisman metodu kullanılmış ve iki yöntemden elde edilen değerlerin birbiri ile tutarlı olduğu görülmüştür. En yüksek SYE değerleri kumlama+0,5M NaOH ve kumlama+1M NaOH olan hibrit aşındırılan yüzeylerde elde edilmiştir. Her bir yüzey işleminde yüzey pürüzlülük değerleri farklı değerler almıştır. Sonuç olarak yüzey pürüzlülük değerleri ve SYE arasında doğrudan bir ilişki olmadığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

OWRK, SYE, Temas açısı, Yüzey aşındırma, Zisman metodu

Effect of Mechanical, Chemical and Hybrid Surface Etching on Surface Energy of AA7075 Aluminum Alloy

Öz

Adhesion it is known that the bond strength varies depending on the interaction of the material surfaces with each other and the surface morphology of the samples. Sufficient surface conditions are required to achieve good adhesion. It is important how the surface morphology, roughness values and free surface energy (SFE) values affect the bond strength and the relationships between these values. The aim of this study was to investigate the relationship between surface morphology, roughness values, contact angle and SFE values of hybrid etched surfaces with chemical etching, sandblasting and both sandblasting and chemical etching. Different surface morphologies were formed of the surfaces etched with different techniques. Contact angle values were determined by using different liquids on the surface of the samples with different surface morphologies. In addition, the surface morphology of the etched AA7075 samples was analyzed by scanning electron microscope (SEM) and 3D profilometer, and surface roughness values were determined.Different surface morphologies of the etched surfaces were formed by different techniques. The SFE values of the surfaces give us information about how wettable the surface is. For this reason, the surface roughness andn SFE values of AA7075 surfaces were compared and the mechanical and thermodynamic relations of the surfaces were revealed in the study. OWRK and Zisman methods were used in the calculations of SFE and it was seen that the values obtained from the two methods were consistent with each other. The highest SFE values were obtained on hybrid etched surfaces with sandblasting+0.5M NaOH and sandblasting+1M NaOH. Surface roughness values took different values in each surface treatment. As a result, it is seen that there is no direct relationship between surface roughness values and SFE.

Anahtar Kelimeler

OWRK, SYE, Contact angle, Surface etching, Zisman method

Kaynakça

Akpinar, S. & Akpinar, I. A. (2019). Effect of nanostructured reinforcement of adhesive on thermal cycling performance of a single-lap joint with composite adherends. Composites Part B: Engineering, 175, 107106. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107106
Annamalai, M., Gopinadhan, K., Han, S. A., Saha, S., Park, H. J., Cho, E. B., Kumar, B., Patra, A., Kim, S.-W. & Venkatesan, T. (2016). Surface energy and wettability of van der waals structures. Nanoscale, 8(10), 5764-5770. https://doi.org/10.1039/C5NR06705G
Aydin, M. D., Akpinar, S., Özel, A. & Erdoğan, S. (2015). Kayma yüküne maruz yapıştırma bağlantılarından yapısal yapıştırıcıların mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Mühendis ve Makina, 56(668), 48-55. https://dergipark.org.tr/tr/pub/muhendismakina/issue/54338/736175
Dikici, T. (2019). Asidik dağlama prosesinde farklı HCl/H2SO4 oranının titanyumun yüzey morfolojisi ve pürüzlülüğüne etkisi. DÜMF Mühendislik Dergisi, 10(3), 999-1007. https://doi.org/10.24012/dumf.450560
Fathi Azarbayjani, A., Jouyban, A. & Chan, S. Y. (2009). Impact of surface tension in pharmaceutical sciences. Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences, 12(2), 218. https://doi.org/10.18433/J32P40
Fotakis, C., Zorba, V., Stratakis, E., Athanassiou, A., Tzanetakis, P., Zergioti, I., Papagoglou, D. G., Sambani, K., Filippidis, G., Farsari, M., Pouli, V., Bounos, G. & Georgiou, S. (2007). Novel aspects of materials processing by ultrafast lasers: from electronic to biological and cultural heritage applications. Journal of Physics: Conference Series, 59, 266-272. https://doi.org/10.1088/1742-6596/59/1/056
Fu, J., Shi, L., Zhang, D., Zhong, Q. & Chen, Y. (2010). Effect of nanoparticles on the performance of thermally conductive epoxy adhesives. Polymer Engineering & Science, 50(9), 1809-1819. https://doi.org/10.1002/pen.21705
Güleç, H. A., Sarıogˇlu, K. & Mutlu, M. (2006). Modification of food contacting surfaces by plasma polymerisation technique. Part I: Determination of hydrophilicity, hydrophobicity and surface free energy by contact angle method. Journal of Food Engineering, 75(2), 187-195. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.04.007
Han, B., Liang, S., Wang, B., Zheng, J., Xie, X., Xiao, K., Wang, X. & Huang, X. (2019). Simultaneous determination of surface energy and roughness of dense membranes by a modified contact angle method. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 562, 370-376. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.11.059
Hu, Y., Yuan, B., Cheng, F. & Hu, X. (2019). NaOH etching and resin pre-coating treatments for stronger adhesive bonding between CFRP and aluminium alloy. Composites Part B: Engineering, 178, 107478. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107478

Kim, J. K., Kim, H. S. & Lee, D. G. (2003). Investigation of optimal surface treatments for carbon/epoxy composite adhesive joints. Journal of Adhesion Science and Technology, 17(3), 329-352. https://doi.org/10.1163/156856103762864651
Kwon, J. W. & Lee, D. G. (2000). The effects of surface roughness and bond thickness on the fatigue life of adhesively bonded tubular single lap joints. Journal of Adhesion Science and Technology, 14(8), 1085-1102. https://doi.org/10.1163/156856100743095
Mansourian-Tabaei, M., Jafari, S. H. & Khonakdar, H. A. (2014). Lap shear strength and thermal stability of diglycidyl ether of bisphenol a/epoxy novolac adhesives with nanoreinforcing fillers. Journal of Applied Polymer Science, 131(6). https://doi.org/10.1002/app.40017
Martínez-Landeros, V. H., Vargas-Islas, S. Y., Cruz-González, C. E., Barrera, S., Mourtazov, K. & Ramírez-Bon, R. (2019). Studies on the influence of surface treatment type, in the effectiveness of structural adhesive bonding, for carbon fiber reinforced composites. Journal of Manufacturing Processes, 39, 160-166. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.02.014 Narbon, J. J., Moreno-Díaz, C. & Arenas, J. M. (2019a). Influence of surface treatment on the surface energy of an aluminium substrate. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 560, 323-329. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.09.010
Narbon, J. J., Moreno-Díaz, C. & Arenas, J. M. (2019b). Influence of surface treatment on the surface energy of an aluminium substrate. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 560, 323-329. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.09.010
Purabgola, A., Rastogi, S., Sharma, G. & Kandasubramanian, B. (2020). Surface preparation for structural adhesive joints. Içinde Structural Adhesive Joints (ss. 1-34). John Wiley & Sons, Ltd. https://doi.org/10.1002/9781119737322.ch1
Rudawska, A. & Jacniacka, E. (2009). Analysis for determining surface free energy uncertainty by the Owen–Wendt method. International Journal of Adhesion and Adhesives, 29(4), 451-457. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2008.09.008
Rudawska, A. & Jacniacka, E. (2018). Evaluating uncertainty of surface free energy measurement by the van Oss-Chaudhury-Good method. International Journal of Adhesion and Adhesives, 82, 139-145. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2018.01.006
Sun, Z., Shi, S., Hu, X., Guo, X., Chen, J., Chen, H. (2015). Short-aramid-fiber toughening of epoxy adhesive joint between carbon fiber composites and metal substrates with different surface morphology. Composites Part B: Engineering, 77, 38-45. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.03.010
Wan, H., Lin, J. & Min, J. (2018). Effect of laser ablation treatment on corrosion resistance of adhesive-bonded Al alloy joints. Surface and Coatings Technology, 345, 13-21. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.03.087
What is Surface Energy? Calculation Models and More Explained. (t.y.). Ossila. Geliş tarihi 02 Mart 2022, gönderen https://www.ossila.com/pages/a-guide-to-surface-energy
Zhu, C., Wan, H., Min, J., Mei, Y., Lin, J., Carlson, B. E. & Maddela, S. (2019). Application of pulsed yb: fiber laser to surface treatment of Al alloys for improved adhesive bonded performance. Optics and Lasers in Engineering, 119, 65-76. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2019.03.017

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Benek Hamamcı ^*
0000-0002-5180-6798
Türkiye

Burcu Öztürk
0000-0001-6447-6372
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

15 Nisan 2023

Gönderilme Tarihi

18 Nisan 2022

Kabul Tarihi

20 Mart 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 13 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1105157

IZ

https://izlik.org/JA93SA75PW

APA

Hamamcı, B., & Öztürk, B. (2023). Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 13(2), 444-457. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1105157

AMA

1.Hamamcı B, Öztürk B. Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2023;13(2):444-457. doi:10.17714/gumusfenbil.1105157

Chicago

Hamamcı, Benek, ve Burcu Öztürk. 2023. “Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi”. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 13 (2): 444-57. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1105157.

EndNote

Hamamcı B, Öztürk B (01 Nisan 2023) Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 13 2 444–457.

IEEE

[1]B. Hamamcı ve B. Öztürk, “Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi”, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 13, sy 2, ss. 444–457, Nis. 2023, doi: 10.17714/gumusfenbil.1105157.

ISNAD

Hamamcı, Benek - Öztürk, Burcu. “Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi”. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 13/2 (01 Nisan 2023): 444-457. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1105157.

JAMA

1.Hamamcı B, Öztürk B. Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2023;13:444–457.

MLA

Hamamcı, Benek, ve Burcu Öztürk. “Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi”. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 13, sy 2, Nisan 2023, ss. 444-57, doi:10.17714/gumusfenbil.1105157.

Vancouver

1.Benek Hamamcı, Burcu Öztürk. Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 01 Nisan 2023;13(2):444-57. doi:10.17714/gumusfenbil.1105157

e-ISSN: 2146-538X Yayın Modeli: Sürekli Yayın Atıf Dizinleri: TR Dizin , SCOPUS

Mekanik, kimyasal ve hibrit yüzey aşındırma işlemlerinin AA7075 alüminyum alaşımının yüzey enerjisine etkisi

Öz

Anahtar Kelimeler

Effect of Mechanical, Chemical and Hybrid Surface Etching on Surface Energy of AA7075 Aluminum Alloy

Öz

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster