TARIFNAME W-NI PÜSKÜRTME HEDEFI Bulus, W-Ni püskürtme hedefi ayrica elektrokromik katmanlarin üretilmesi için kullanimiyla ilgilidir. Bulus ayrica toz metalurjik yönlendirici üzerinden W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik yöntemle ilgilidir. Elektrokromik tutum, tesis edilen alanla veya elektrik akimiyla endüklenen bir malzemenin optik özelliklerinin kalici ve tersine degisiklikleri olarak tanimlanabilir. Bu tür mevcut renk degisimlerinin avantajlari örnegin devreleme süreleri çok kisa iken çok yüksek muhtemel kontrastlar ayrica elektrokrom malzemelerin katman açisina iliskin kisitlama olmamasidir. Bu avantajlar elektrokroni malzemeleri, özellikle elektrokrom katmanlari elektrokromlu ekranlarda kullanilmasini cazip kilar ve bir diger sonucu da Örnegin akilli camlardir("Smart Elektrokrom katmanlar veya katman sistemleri fiziksel gaz fazinin ayrilmasi (physical vapor deposition = PVD) yöntemiyle üretilebilir. Bu sirada bir hedeften gaz asamasina katman olusumunun katmani olusturan parçaciklarinin kontrol edilmesiyle ve kaplanacak substratin yogusmasiyla gerçeklestirilen kaplama yöntemi söz konusudur. Bu yöntemin amaci esit katman kalinligina sahip homojen katmanlar ayrica Bilindigi gibi elektrokrom tutum sergileyen katmanlar örnegin W03, MOO3, vgos, TiO2, Nb205 ve NiOXHy gibi geçis metal oksitlerinde görülmektedir. Volfram oksit WO3 H+ veya Li+ iyonlarinin olusturulmasiyla katodik boyanir, buna karsin NiOX Li+ iyonlarinin olusmasiyla boyanir. Bu iki oksitin elektrod katmani olarak birlesimi verimli elektrokrom ekranlar veya camlarda kullanim için en iyi sekilde uygundur. Devreleme tutumu ve elektrokrom ekraninin istikrarini daha da iyilestirebilmek için diger iyilestirmeye örnegin saf NiOX katmanlari yerine W-Ni karisik oksitler kullanilarak ulasilabilir. W-Ni katisik oksitlerden elektrokrom katmanlar uzun yillardir bilinmektedir ve örnegin "Lee, Electrochromic behavior of Ni-W oxide electrodes, Solar Energy Nbterials and Solar Celis 39 (W-Ni karisik oksit) atomik oraninin yaklasik 0,33 olmasi özellikle avantajlidir. Bu oranda yük transferi direnci elektrokrom katmaninin olabildigince hizli optik devreleme tutumu saglamak için optimumdur. Bu sekilde üretilen elektrokrom katmanlar için Örnegin reaktif magnetron püskürtücü üzerinden W-Ni alasimindan olusan püskürtme hedefi oksijen altinda W-Ni karisik oksit katmana tasinabilir. Oksitli hedefler teknigin bilinen durumundan taninmaktadir. Elektrokromlu düzeneklerin üretilmesi örnegin 0245973 Al sayili patentlerde açiklanmaktadir. Elektrokromlu malzemelerin üretilmesine yönelik Ni oksit sayili patentte açiklanmaktadir. Bir diger elementin cüzi miktarda eklenmesiyle hedefteki ferromanyetigin azaltilmasi veya önlenmesi amaçlanmaktadir. Bu örnegin W'nin Ni'ye %7 oraninda eklenmesinde Ni alasim kristalinin küri sicakliginin azaltilmasiyla gerçeklestirilir. Bu iliski açikça W-Ni faz diyagraminda (bkz. Sekil 1) da görülmektedir. O anda kullanilan W-Ni alasimlardan püskürtme hedefi tercihen termik püskürtme üzerinden üretilmektedir. Ni ve W tozunun baslangiç malzemesi olarak hedefin üretilmesine yönelik kullanilmasinin sonucunda ferromanyetik özellikler gösteren hedef malzemede kismen saf nikel ediniliru Bu ferromanyetik kisimlar, bu nedenle farkli kaplama türleri olustugu ve ayrilan katmanlarin homojenligi olumsuz etkilendigi için magnetron püskürtücüler için dezavantajlidir. Ayrica termik püskürtme yönteminde sadece sinirli yükseklikte malzeme yogunlugu ayarlanabilir. Püskürtme malzemesinin düsük yogunluga sahip olmasi da kaplama türlerini olumsuz etkilemektedir. Ayrica termik püskürtmeyle sadece sinirli malzeme yogunluklari ayarlanabilir, bu da malzeme sarfiyatini ve hedefin kullanini süresini kisitlar. Üretime bagli olarak püskürtme tozunun içerdigi metal kirlerin dogrudan üretilen hedef malzemede olusmasi bir diger dezavantajdir. Püskürtülen katmanlardaki kirler optik katman özelliklerini olumsuz etkileyebilir. Termik püskürtmede hedef malzemede birikebilecek ek ametal, özellikle oksitli veya yalitkan maddelerin bilesimleri veya fazlari püskürtme sirasinda parçacik sayilarinin artmasina neden olur bu da püskürtülen katmani (yapisma, özel elektrik direnci, katman homojenligi) ve kaplama sürecini (yüksek Arc oranlari) olumsuz etkileyebilir. W ve Ni'den püskürtme hedeflerinin üretilmesine yönelik diger (%44) altinda olan düsük W miktarli W-Ni püskürtme hedeflerinin toz netalurjik üretimini açiklamaktadir. WO 2010 miktarina sahip W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesini göstermektedir. Yukarida da açiklandigi üzere örnegin 0,33 gibi yeteri kadar yüksek W/Ni oranlari elektrokrom katmanlarina uygulamak için optimumdur. Bu oran Ni'deki W miktari yaklasik %SO'ye denktir. Faz diyagramindan (bkz. Sekil 1) görüldügü üzere %30'luk W miktarinda entermetalik fazlar olusur. Özellikle kirilgan Ni4W fazlarinin meydana gelmesi önlenemez, yüksek W Haktarlarinda örnegin NiW veya Nin de bulunabilir. Entermetalik faz kavrami ile ikili, üçlü veya çok katmanli sistemlerin meydana gelebilecegi ve bunlarin bulunma araligi saf bilesenlere kadar devani etmeyen fazlar` kastedilmektedir. Genellikle saf` bilesenlerden farkli kristal yapilari bulunan kristal yapilara ayrica ametal baglanti tipleri miktarlarina sahiptir. Entermetalik fazlar özellikle yabanci degerlikli bilesimler ve nihai homojenlik alanlari yani dar stokiyometri bilesimleri isaretlenmektedir. Entermetalik fazlar genellikle kirilgandir, yani düsük toklukludur, bunun sonucunda da hedef malzemesinde olumsuz etkiler söz konusudur. Bulusun amaci açiklanan uygulamalar için belirtilen dezavantajlar önlenerek optimum bilesim aralikli ayrica özellik profilli ve dokulu (mikro dokular da dahil) W-Ni püskürtme hedefi hazirlamaktir. Bulusun baska bir amaci da belirtilen dezavantajlar Önlenerek W-Ni püskürtme hedefi için üretim yöntemi hazirlamaktir. Bulus konusu üretim yöntemi, W- Ni püskürtme hedefinin yüksek saflik dereceli ayrica homojen ve ince tanecikli dokulu üretilmesine olanak saglamalidir. Ayrica üretim. yöntemi uygun maliyetli ve yenilenebilir olmalidir. Amaca bagimsiz istemlerle ulasilir. Avantajli tasarimlar bagimli istemlerle elde edilmektedir. Bulus konusu püskürtme hedefi %45 ila 75 arasinda W, kalani Ni ayrica mutat kirler içermektedir. Ölçülen ortalama yüzey miktarinin Ni (W) fazi, W fazi ayrica hedef malzemesin kesit yüzeyi içermemesi veya %lO'un altinda entermetalik faz içermesi ile karakterize edilmektedir. Faz diyagraminda (Sekil 1) da görüldügü üzere Ni (W) fazinda saf Ni fazi veya W alasimli Ni alasim kristali, tercihen W ile doygun hale getirilmis Ni alasim kristali söz konusudur. W ile doygun hale getirme yaklasik, %35 (%15) saglanmaktadir (bkz. Sekil 1). W fazi, Ni için çok düsük çözünürlüge sahiptir. Entermetalik fazlarda örnegin entermetalik Ni4W fazi söz konusu olabilir, fakat Ni-W sisteminde ve özellikle amaçlanan bilesim alaninda diger entermetalik fazlar (NiW, NiWý da mümkündür. Entermetalik faz orani %10'dan fazla oldugunda bu bir yandan kalan hedef için farkli püskürtme orani nedeniyle entermetalik fazlarin hedef malzemenin üzerine düzensiz tasinmasina ve ayrilan katmanin kalinliginda dalgalanmalarin olusmasina neden olabilir. Ayrica hedef malzemenin dokularinda bulunan entermetalik kirilgan fazlar kivilcim olusumuna (bir elektrik arkiyla lokal eritme) veya güçlü parçacik olusumuna neden olabilir. Diger yandan entermetalik fazlarin düsük toklugu nedeniyle hedef ürünün kullanimi zorlasir. Tercihen bulus konusu püskürtme hedefinde hedef malzemenin kesit yüzeyinde entermetalik fazin ölçülen ortalama degeri Entermetalik fazlarin bulus konusu püskürtme hedefinde olusmasi röntgen isini diferaksiyonuyla (XRD) (ilgili radyografi kanit siniri dikkate alinarak) çok kolay bir sekilde nispi JCODS kartlari kullanarak kanitlanabilir veya ortadan kaldirilabilir. Bulus konusu püskürtme hedefinin entermetalik fazlari oranini belirlemek için bir kesit yüzeyindeki ortalama yüzey orani analiz edilir. Bunun için metalografik perdah üretilir ve isik veya agir elektron mikroskobuyla incelenir. Metalografik perdah altinda üç boyutlu hedef malzemesiyle iki boyutlu kesim anlasilmalidir. Ticari olarak temin edilebilen görüntü degerlendirme yazilimiyla bu sekilde üretilen mikroskobik kayitlarda yüzey analizi yapilabilir. Bu, belirtilen dokularin münferit faz oranlarinin belirlenmesine yönelik görüntü analizi üzerinden tipik olarak incelenecek fazin kontrast hale getirilmesiyle gerçeklestirilir. Uygun asitle asindirma yöntemiyle zor ayirt edilebilen fazlar biraz daha kontrast hale getirilebilir. Mevcut durumda entermetalik Ni4W fazi asitle asindirilarak ilgili uygun asit çözeltisi (örn. 85 ml amonyak çözeltisi ve 5 rml %30'luk hidrojen peroksit) ile Ni alasim kristalinden (Ni (W) fazi, W ile doygun hale getirilen Ni alasim kristali) ayirt edilebilir ve yüzey orani belirlenebilir. Dokunun durumuna göre alternatif asit çözeltileri ve yöntemler de düsünülebilir. Ortalama yüzey orani aritmetik ortalama olarak 1000 kati büyütülen metalografik perdahin yüzey oraninin 100 x lOOjxm boyutlu 5 görüntü kesitine iliskin ölçülen 5 ölçümünden hesaplanir. W-Ni sisteminde meydana gelen Ni içeren entermetalik faz ferromanyetik olmadigi için entermetalik fazin olusmasinin, bulus konusu püskürtme hedefinin manyetik özelliklerine Püskürtme hedefinde W miktari %45'ten az oldugunda Sekil l'deki faz diyagramindan da görüldügü üzere tercihen kirilgan olan Nidû fazi olusur. Daha düsük W oranlarinda ferromanyetik Ni fazi meydana gelebilir. W miktari %75'ten fazla oldugunda hedef malzemenin sertligi optimmn ve ekonomik islenebilirlik saglayabilmek için çok yüksektir. Ayrica entermetalik fazin olusmasinda. NiW ve Nin kni miktarda asiri azaltilmistir. Ek olarak optimum çalisma prensibi için %45'ten az ayrica %75'ten fazla W miktarlarinda püskürtme hedefiyle ayrilan elektrokrom katmaninda gereken optimum W/Ni oranina artik ulasilamaz. Mutat kirler ile üretime bagli olan kullanilan ham naddeyle belirlenen gaz veya bunlara eslik eden elementler belirtilmektedir. Bulus konusu püskürtme hedefindeki bu tür kirlerin orani tercihen gazlar (C, H, N, 0) için 100 ug/g (um'ye denktir) ayrica diger elementler için 500 ug/g altindaki bir araliktadir. Kimyasal element analizine yönelik uygun yöntemler bilindigi üzere analiz edilen kimyasal elemana baglidir. Bulus konusu iletken hedef malzemenin kimyasal analizi için ICP-OES (endüktif olarak bagli plazma ile optik emisyon spektrometrisi), RFA (röntgen isini flüoresans analizi) ve GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) kullanilmaktadir. Bulus konusu püskürtme hedefinin oksijen miktari tercihen lOO ug/g altinda, özellikle tercih edildigi üzere 90 ug/g altinda, bilhassa tercih edildigi üzere 50 ug/g altindadir. Oksijen miktari ICP-OES üzerinden kolayca belirlenebilir. Bulus konusu püskürtme hedefinin sertliginin tercihen 500 HVlO altinda olmasi ile karakterize edilmektedir. 500 HVlO'dan daha düsük sertliklerde hedef malzemenin yeterli toklugunun optimum olarak saglanabildigi tespit edilmistir. Böylece üretim sürecinde kullanim örnegin optimum uygulanan mekanik islemede kolaylastirilir. Özellikle tek parça halindeki boru hedefi olarak bir uygulama biçiminde kullanilmasi sirasinda 500 HVlO'dan daha az sertlikle kullanim belirgin sekilde kolaylastirilmaktadir. HVlO'daki (Vicker sertlik. birimi) sertlik burada 5 sertlik ölçümünün aritmetik ortalama olarak degerlendirilmelidir. Bulus konusu püskürtme hedefinin bagil yogunlugu tercihen özellikle avantajlidir. Hedefin yogunlugu ne kadar yüksek olursa özellikleri de o kadar avantajli olur. Bagil yogunlugu düsük. olan hedeflerde gözenek miktar daha yüksek olur, bunlar görünür sizintilar veya kir kaynaklari ve püskürtme islemi sirasindaki parçaciklar olabilir. Ayrica yogunlugu düsük olan hedefler su ve diger kirlilikleri almaya meyilli olur, bu da zor kontrol edilebilir islem. parametrelerine neden olabilir. Ayrica püskürtme islemi sirasinda düsük yogunluklu malzemelerin tasinma orani da yükse yogunluklu malzemelere kiyasla düsüktür. Bagil yogunluk bilindigi üzere arsimet prensibine göre kaldirma yöntemiyle kolayca belirlenebilir. Farkli kaplama sistemlerinde ayrica farkli geometriye sahip kaplamalar için bulus konusu püskürtme hedefi olusturularak bulus konusu püskürtme hedefine iliskin çesitli geometrik talepler saglanabilir. Böylece yassi hedef biçiminde örnegin plaka veya disk, çubuk biçiminde boru hedef veya karmasik biçimlendirilmis baska bir gövde bulunabilir. Tercihe bulus konusu püskürtme hedefi boru biçiminde püskürtme hedefidir. Boru hedefi olan biçimle yassi hedefe kiyasla daha yüksek faydalanma saglanir. Boru hedefi olarak biçimlendirilerek ayrica püskürtme hedefinin özelliklerine iliskin olarak diger Özel avantajlar meydana gelir. Hacim oranina yönelik özellikle uygun yüzey, özellikle düsük duvar kalinliklarinda üretim yöntemi sirasinda özellikle iyi gaz verme tutumu meydana gelir. Böylece özellikle düsük miktarda gaz halindeki kirler, özellikle oksijen gerçeklestirilebilir. Ayrica tercih edildigi üzere bulus konusu püskürtme hedefinde tek parçali boru hedefleri söz konusudur. Tercih edilen tek parçali boru hedefi biçimlendirmesiyle, münferit hedef parçalar (segmentler) arasinda (örnegin derzler, arkadan kesimler, lehim malzemesi kalintilari, derz kisimlarindaki kirler) kesinti kalmadigi için genis yüzeyli substratlarda özellikle homojen katmanlar ayrilabilir. Tek parçali boru hedefi olarak olusturma, kaplama islemi sirasinda çok parçali boru hedefi olarak olusturmaya kiyasla münferit hedef parçalarinin farkli sicaklik veya sicaklik döngüleri nedeniyle kaymasi önlenebilir. Ayrica hedef malzemenin kimyasal safliga veya mikro konstrüksiyona iliskin homojenligi tek parçali olusturulan boru hedeflerinde çok parçali olusturulan boru hedeflerine göre daha iyidir. Bulus konusu püskürtme hedefi sadece tek parçali boru hedefi seklinde olusturulmaz. Bunlar hem tek veya çok parçali boru hedefi olabilir hem de uzunlugu boyunca farkli kisimlarda farkli dis çaplari veya bagil yogunluklari olabilir ("köpek kemigi" / "Dog Bone" hedefi). Bu tür uygulama biçimiyle örnegin püskürtme hedefinin hedef malzemenin uçlarina ("cross- corner etkisi") düzensiz uygulanmasi azaltilabilir veya büyük ölçüde önlenebilir. Çapi farkli olan alanlari olan hedefler de hem tek hem de çok parçali olusturulabilir. Ayrica bulus konusu püskürtme hedefi korozyona dayanikli koruyucu düzenek örnegin boya katmani veya plastik kaplama seklinde en azindan kismen iç çapin parçalarinda bulunabilir. Bulus konusu püskürtme hedefinde tercihen hedef malzemesinin kesit yüzeyinde W fazina iliskin ölçülen yüzey orani %15 ila kirilgan Ni4W fazi veya ferromanyetik Ni fazi ile birlesebilir ve buna göre kötü püskürtme tutumuna ve ilk olarak hedef malzemesinin düsük tokluguna neden olabilir. W fazina iliskin yüzey oranlari %45'ten fazla oldugunda bu hedef malzemenin ve islenebilirligin sertligine olumsuz etki edebilir. W fazinin faz orani da entermetalik fazin yüzey orani gibi metalografik mikrografin uygun degerlendirmesi üzerinden yukarida açiklandigi üzere belirlenebilir. Bulus konusu püskürtme hedefinde W fazinin ortalama tane boyu tercihen 40 um'den küçüktür, ayica tercih edildigi üzere 20 um daha küçüktür. 40 um, ayrica tercih edildigi üzere 20 um küçük W fazinin ortalama tane boyu özellikle düzenli püskürtme tutumuna ve böylece özellikle düzenli yogunluga sahip özellikle homojen katmanlarin ayrilmasina neden olur. Ayrica W fazinin kertik tesisi düsük tutulur ve bunun sonucunda hedef malzemesinin yeterli toklugu optimum saglanir. W fazinin birçok taneli aglomeralari çapta 40 um olan boyutlari asabilir, bu tür aglomeralar bulus konusu püskürtme hedefindeki W fazinin münferit taneleri olarak anlasilmamalidir. W fazinin ortalama tane boyutu kolayca bir kesim hatti yöntemi üzerinden örnegin ASTM E112-12 sayili patentte belirtildigi üzere bir metalografik mikrografla belirlenebilir. Bulus konusu püskürtme hedefinde tercihen Ni (W) fazinda bulunan doku <110 ana deformasyon yönüne dogru paraleldir. Bulus konusu püskürtme hedefinde tercihen W fazinda bulunan doku ana deformasyon yönüne paralel veya ana deformasyon yönüne paraleldir veya belirtilen dokudaki miktarlar ana deformasyon yönüne paraleldir. Boru seklindeki püskürtme hedefi tercih edildigi durumlarda özellikle tek parçali boru hedefinde radyal yön ana deformasyon yönüdür. Plaka seklindeki hedef durumunda normal düzenek ana deformasyon yönüdür. Kristalli malzemenin dokusu bilindigi üzere ticari olarak temin edilebilen EBSD (Electron Backscatter Diffraction : geri saçilmali elektron kirinimi yazilimi) yardimiyla taramali elektron mikroskobunda ölçülebilir. Mevcut durumda farkli kristalografiye sahip birçok farkli muhtemel fazda münferit fazlarin (örn. W fazi, N (W) fazi) dokusu belirlenebilir. Bunlar özellikle optimum termomekanik islem baglaminda bulus konusu üretim yönteminin bir parçasi olarak esit ve saglam ayarlanabildigi için Ni (W) fazinin dokusunun bulus konusu püskürtme hedefinin karakterize edilmesi için en iyi sekilde uygun oldugu tespit edilmistir. Ayrica opsiyonel termomekanik islem baglaminda deformasyon tercihen bu fazda gerçeklestirilmektedir, böylece istenen doku yeniden üretilebilecek sekilde ayarlanabilir. Bulus konusu W Ni püskürtme hedefinde elektrorkom. katmanin ayrilmasi için tercihen kullanilabilir. Birçok farkli püskürtme hedefinin (Co püskürtme) püskürtülmesinden feragat edilebilir. Ayrica örnegin düz cam gibi genis yüzeyli substratlarin kaplanmasi tercih edilen uygulamayla boru seklinde püskürtme hedefi olarak, ayrica tek parçali boru hedefi olarak özellikle uygundur. Muhtemel olarak bulus konusu W Ni püskürtme hedefi için diger tercih edilen kullanimlar günes isigini emen katmanlarin ayrilmasi, yüksek sicaklik oksidasyonuna karsi koruyucu katmanlar veya difüzyon bariyeri katmanlaridir. W-Ni püskürtme hedefinin toz metalurjik yönlendirici üzerinden üretilmesine yönelik bulus konusu yöntem en az asagidakilerden birini içermesi ile karakterize edilmektedir: W tozu ve Ni tozundan olusan toz karisiminin sikistirma adimi basinç, sicaklik veya basinç ve sicaklik uygulamasiyla ham madde olarak sikistirilmaktadir. Elde edilen. hani madde soguma. adiminda. en azindan 900 ila 750°C arasindaki sicaklik araliginda 3OK/dakikadan yüksek soguma oraninda sogutulur. W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemin bir parçasi olarak sikistirma adimi ilgili toz karisiminin basinç, sicaklik veya basinç ve sicaklik uygulamasiyla ham Inadde olarak sikistiriliri ve kompreslenir. Bu örnegin presleme ve sinterleme, sicak pres, soguk izostatik presleme, sicak izostatik presleme veya Spark Plasma Sintern (SPS) veya bunlarin birlesimi veya toz karisimlarinin sikistirilmasina yönelik farkli tasarlanan islem› adimlariyla yapilabilir. Bulus konusu yöntem için kullanilabilen toz karisiminin üretilmesi tercihen ilgili miktarin tartilmasi üzerinden W ayrica Ni tozu ve karisimlari uygun bir karistirma ünitesinde toz karisimindaki bilesenlerin homojen dagilmasi saglanana kadar karistirilir. Toz karisimi olarak W ve Ni bilesenlerini içeren mevcut bulus kapsaminda ön ve karistirilmis toz anlasilmalidir. Bu sekilde üretilen toz karisimi sikistirma adiminin gerçeklestirilmesi için tercihen bir kaliba doldurulur. Kalip olarak hem soguk izostatik presleme, sicak pres kalibi veya Spark-Plasma sinterleme tesisinde kalip veya hortum hem de bidon sicak izostatik preslemedeki bidon kast edilmektedir. E edinilen ham maddenin en azindan 900 ila 750°C arasindaki sicaklik araliginda 3OK/dakikadan yüksek soguma oraninda sogutuldugu W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemin bir parçasi olarak soguma adimi örnegin Ni4W gibi istenmeyen entermetalik fazlarin meydana gelmesi, özellikle olusmasi genis ölçüde önlenir. Bulus konusu yöntemle üretilen W-Ni püskürtme hedefinde yüksek miktardaki entermetalik faz bir yandan kalan hedef için farkli püskürtme oranlari böylece hedef malzemesi üzerinden düzensiz tasima ve ayrilan katman kalinliginda dalgalanmalara neden olabilir. Ayrica tasiyici malzemenin dokularinda bulunan entermetalik kirilgan fazlar kivilcim olusumuna veya güçlü parçacik olusumuna neden olabilir. Diger yandan entermetalik fazlarin düsük toklugu nedeniyle bu tür püskürtme hedefinin kullanimi zorlasir. Bu tür bir sogutma adimi hava, su veya yagin sogutulmasi gerçeklestirilebilir. Bu tür sogutma adiminda entermetalik fazlarin olusmasi optimum sekilde önlenebilir ve yöntemle üretilen püskürtme hedefinde mikro yapili ve mekanik özellikli mümkün olan iyi kombinasyonu vardir. Açiklanan malzeme özellikleri ve hedefin mikro yapisinin özellikle optimuni sekilde ayarlanabilmesi için ayrica, tercih edildigi üzere bu tür sogutma adiminda elde edilen ham madde en azindan 900 ile 750°C arasinda bir sicaklik araliginda SOK/dakikadan yüksek sogutma oraninda sogutulur. Bilhassa tercih edildigi üzere açiklanan malzeme özellikleri ve hedefin mikro yapisinin özellikle optimum sekilde ayarlanabilmesi için ayrica tercih edildigi üzere bu tür sogutma adiminda elde edilen hani madde en azindan 1000 ile 600°C arasinda bir sicaklik araliginda 30 K/dakikadan yüksek; genellikle tercihen SOK/dakikadan yüksek sogutma oraninda sogutulur. W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemde sikistirma adimi sinterlemeyle llOO ila l450°C sicakliklarinda gerçeklestirilmesinin özellikle avantajli oldugu kanitlanmistir. Burada sinterleme olarak basinçsiz sinterleme olarak tanimlanan sinterleme islemi 2 MPa'dan daha az basinç, tercihen atmosferik basincinin altindaki bir basinç anlasilmalidir. Bu sicakliklarda sikistirilarak mevcut toz karisiminin sabit faz sinterlemede çok yüksek bagil yogunlukta gerçeklestirilmesi optimum sekilde saglanmaktadir. llOO°C'nin altinda sikistirildiginda ulasilabilen yogunluk çok düsük olabilir, 1450°C'den yüksek sicakliklarda hedef malzemenin mekanik istikrarina iliskin zararlar meydana gelebilir. Belirtilen sicaklik araliginda sikistirmada optimum ulasilan yüksek yogunluk kombinasyonlari ve optimum mekanik özellikler saglanir. W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntem tercihen sikistirma adimi ile sogutma adimi arasinda elde edilen ham maddenin termomekanik veya termik islemi gerçeklestirilmektedir. Bu tür termomekanik veya termik islemle örnegin yogunlugun daha da artirilmasi ve/Veya dokunun daha da homojenlestirilmesi gibi avantajli özellikler elde edilebilir. Tercihen ilgili termomekanik veya termik islemle gerekirse entermetalik faza iliskin mevcut düsük miktarlar hedef malzemenin dokusuna homojen yayilabilir ve bunun olumsuz etkileri de minimalize edilebilir. Bu hassas dagilimla püskürtme sirasinda engebesiz daha esit uygulama saglanir. W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik yöntem için uygulanan termomekanik veya termik islem 970 ile l450°C arasindaki sicaklikta gerçeklestirlmesi özellikle avantajlidir. Belirtilen sicaklik araligindaki termomekanik veya termik islem iki fazli alanda W (Ni) + Ni (W) gerçeklesir ve tercih edilen durumda istenmeyen diger kirilgan entermetalik fazlar olusmaz veya esasen olusmamasini saglar. En iyi durumda bu tür termomekanik veya termik islemle sikistirmadan sonra bulunabilecek entermetalik fazlar genis ölçüde ayrilabilir. Istenmeyen kirilgan entermetalik fazlarin büyük ölçüde önlenmesiyle bulus konusu yöntemle üretilen W-Ni püskürtme hedefinin biçimi özellikle iyi bir sekilde degistirilebilir. Bu büyük formatli püskürtme hedefinin ve özellikle uzun ve tercihen tek parçali boru hedeflerinin üretilmesini kolaylastirir ve ulasilabilir son geometri yakinligina avantajli etki eder. Mevcut bulus kapsaminda termomekanik veya termik islemin uygulanmasi için uygun yöntemler örnegin haddeleme, ekstrüzyon presi, dövme, akitarak sekillendirme (Flowforming) veya sicak izostatik preslemedir (HIP). Mevcut bulus kapmsaminda termomekanik 'veya termik isleni bir veya çok kademeli süreç olarak uygulanabilir. Birçok uygun yöntemin kombinasyonu da mümkündür. Böylece termomekanik veya termik islem hedef malzemesinin deformasyonunu içermeyen veya esasen kapsamayan bir veya birçok kismi adim içerebilir. Hem tek hem de çok kademeli termomekanik veya termik islemde tercihen deformasyon oranlari (enkesit indirgeme) %20 ile 80 arsinda sikistirilarak elde edilen ham maddeye uygulanabilir. Belirtilen deformasyon oranlari hem münferit adimda hem de birçok adim üzerinden dagitilarak uygulanabilir. malzemenin gereken yogunluguna özellikle optimum sekilde ulasilabilir, buna ek olarak %20 ile 80 arasindaki deformasyon oranlari ekonomik açidan özellikle avantajlidir. Termomekanik 'veya termik. islemin. bulus konusu yöntemde W-Ni püskürtme hedeflerinin üretilmesi için en az bir dövme adimi içermesinin özellikle avantajli oldugu tespit edilmistir. en az bir dövme adimi içeren termomekanik veya termik islemle özellikle isabetli olarak tanimlanan deformasyon oranlari hedef malzemeye uygulanabilir. Böylece örnegin çok güçlü katilasma ve bunun sonucunda uygulanabilir biçim degistirme kuvvetlerinin asilmasi önlenebilir. En az bir dövme adimi içeren termomekanik veya termik islemle heni hedef malzemenin. mekanik özelliklerine heni de püskürtme özelliklerine olumlu etki edebilecek dokular isabetli bir sekilde ayarlanabilir. Ayrica bir veya birçok dövme adimi üzerinden biçimi degistirilen malzemenin kalinliginin uzunlugu boyunca degisiklik göstermesi ve isabetli bir sekilde ayarlanabilmesi mümkündür, bu da özellikle püskürtme ürünlerinin, artirilmasi için kullanilabilir (farkli dis çaplara sahip farkli alanlarin uzunlugu üzerinden, "köpek kemigi" / "Dog Bone" hedefi). Ayrica döverek diger mekanik islemeler veya hedef malzemenin diger termomekanik veya termik islemleri için uygun ve esit yüzey kaliteli, yüksek diklik ve iyi yuvarlaklik saglanabilir. Bulus konusu püskürtme hedefinin üretilmesi için yöntem ayrica Mekanik isleme Bir veya birçok destek elemanina uygulama Hem tane paketleme adimindan, sogutma adimindan veya opsiyonel termomekanik veya termik islemden sonra elde edilen ham maddenin mekanik veya hedef malzemenin islenmesi istenebilir veya gerekeli olabilir. Bu tür mekanik islemeyle örnegin talasli imalat, taslama, cilalama üzerinden hem son geometri ayarlanabilir ya da net bir sekilde belirtilebilir hem de örnegin talep edilen belli bir yüzey kalitesi ayarlanabilir. Bulus konusu yöntemle üretilen püskürtme hedefi ayrica bir veya birçok uygun destek elemani ile uygulanabilir. Bu örnegin tutturma adimiyla yapilabilir. Ilgili destek elemanlari örnegin farkli geometriye sahip arka plakalar veya tercih edilen durumda boru seklinde püskürtme hedefleri, özellikle bir destek borusunun tek parçali boru hedefi, destek, flans veya baska türlü olusturulan baglanti parçalari gibi tüm borudan geçisli olmayan destek elemanlari seklinde olusturulan baglanti parçalari ve çok parçali destek borulari veya elemanlari olabilir. Uygun destek elemanlari örnegin paslanmaz çelik, Cu, Cu alasimlari, Ti veya Ti alasimlarindan üretilebilir. Ilgili destek elemanlarini üretmek için diger malzemeler de kullanilabilir. Tutturma adimi için tercihen örnegin indiyum gibi erime noktasi düsük elementler veya alasimlar kullanilir. Ek olarak daha iyi islatmak için opsiyonel örnegin Ni gibi yapistirma araçlari kullanilabilir. Uygulama tutturma adimi yerine ilgili destek elemanlarina kaynak veya yapistirma veya örnegin vidalama veya sikistirma gibi sekilsel sabitlemeli baglanti üzerinden yapilabilir. Korozyona dayanikli koruyucu düzeneklerin uygulanmasi da örnegin boya veya plastik kaplama seklinde en azindan hedef malzemenin iç çapinin parçalarinda baska bir adim olarak bulus konusu yönteni kapsaminda W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesi için mümkündür. Tercih edilen durumda W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemle %45 ile 75 arasinda, kalani Ni ayrica mutat kirleri içeren püskürtme hedefi üretilir. Bu durumda bulus konusu yöntemin uygulanmasiyla üretilen W-Ni püskürtme hedefinin Ni (W) fazi, W fazi ayrica hedef malzemenin kesit yüzeyinde entermetalik fazlarin ölçülen ortalama yüzey miktarini içermeyen veya bunu %lO'un altinda içermesi saglanir. Yüzey miktari olarak 1000 kati büyütülen metalografik perdahin 100 x 100 p.m boyutunda 5 görüntü kesitinde ölçülen yüzey miktarinin 5 ölçümünün aritmetik ortalamasinin hesaplanmasi anlasilmaktadir. W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemle bu yöntemle üretilen W-Ni püskürtme hedeflerinin bagil yogunlugunun %96'dan fazla olmasi saglanabilir. Bulusun özellikle tercih edilen uygulamalarinda bagil yogunluklar Elde edilen hedef malzemesinin safligi ve mekanik özellikleri W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemle optimize edilebilir. Bu sekilde üretilen› püskürtme hedefinde bulus konusu yöntem kirlilik miktarinin çok düsük olmasini saglar, örnegin oksijen miktarinin lOO ug/g altinda, özellikle tercih edildigi üzere 90 ug/g altinda, ayrica tercih edildigi üzere 75 ug/g altinda, bilhassa tercih edildigi üzere 59 ug/g' altindadir. Kirilgan entermetalik fazlarin olusturulmasinin büyük ölçüde önlenmesi ayrica tercihen bulus konusu yöntemle üretilen W-Ni püskürtme hedefinin sertliginin optimize edilmesine de neden olur. Tercih edilen durumda W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemle %45 ile 75 arasinda, kalani Ni ayrica mutat kirleri içeren püskürtme hedefi üretilir. Bu durumda bulus konusu yöntemle tercihen 500 HVlO'un altinda bir sertlige ulasilmaktadir. Tercih edilen durumda W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemle %45 ile 75 arasinda, kalani Ni ayrica mutat kirleri içeren püskürtme hedefi üretilir. Bu durumda bulus konusu yöntemle hedef malzemenin kesit yüzeyinde ölçülen yüzey miktari W fazinda %15 ile %45 arasina ulasir. Tercih edilen durumda W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemle %45 ile 75 arasinda, kalani Ni ayrica mutat kirleri içeren püskürtme hedefi üretilir. Bu durumda bulus konusu yöntemle W fazinin ortalama tane boyu 40 um'den küçük, ayrica tercihen 20 um'den küçük olmasi saglanir. Tercih edilen durumda termomekanik islemin gerçeklestigi W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemin uygulanmasinda bu sekilde üretilen W-Ni püskürtme hedefinde Ni (W) fazinda bulunan doku <110 ana deformasyon yönüne paraleldir. Tercih edilen durumda termomekanik islemin gerçeklestirildigi W-Ni püskürtme hedefinin üretilmesine yönelik bulus konusu yöntemin uygulanmasinda bu sekilde üretilen W-Ni püskürtme hedefinde W fazinda bulunana doku ana deformasyon yönüne paraleldir veya ana deformasyon yönüne paraleldir veya belirtilen doku bilesenlerindeki miktarlar ana Boru seklindeki püskürtme hedefi tercih edildigi durumlarda özellikle tek parçali boru hedefinde radyal yön ana deformasyon yönudür. Plaka seklindeki hedef durumunda normal düzenek ana deformasyon yönüdür. Bulus asagida üretim örnekleri ve sekillerin yardimiyla daha ayrintili açiklanacaktir. UYGULAMA ÖRNEKLERI Uygulama örnekleri Tablo 1'de özetlenmistir. GNH ww i i i i mw mmuooama `mabnm mama av ow w ammûasunmom mm mmH go» mu mu om np ü `xan moNH Dw om m ammEHDudmom mmm mwa #Oh w" mn m mr ü `x0u amma pm mv « mEusmom mhmbms op www Anuav w mu mm m.mm om`000ümn `mabmo mmma om or ; m H Donma" madabmu HH "mm Ammav mv vu mm w.mm mN`UonmNu `makam amma Dw om ; N mausmom Hamam: m vwm Amunv n mn um n.mm mN`Uooümu .wabnû mmma Dw om : H m@\@dw - ama" .1, 1 yi umuxwz ABVHZ hmnßh wcmu iS ww# x: ummumumU.Enmp www: amaaxmuaw _muzn mwuzn OxHHnumm Sxoo .EnmucmcHcANmm B wmmuh Hudmow mEuunwSCOQ xHcmumeOEMmB wEwanmucHm Hz 5 meHO Mwnm umumwa Humaxmcuo Dmscox Hani madde olarak Fisher uyarinca. 4 um tane boyutlu W Inetal tozu ve Fisher uyarinca 4,2 um tane boyutlu Ni metal tozu kullanildi. Tozlar %60 W ve %40 Ni oraninda kapali bir kaba dolduruldu ve 1 sa çalkalayicida karistirildi. Çapi 300 mm olan tek tarafi kapali kauçuk hortumda ortaya 141 mm çapli çelik mastar konumlandirildi. Toz karisimi çelik çekirdek ve kauçuk çeperi arasindaki bir ara bölüme dolduruldu ve kauçuk hortumun açik ucu bir kauçuk kapakla kapatildi. Kapatilan kauçuk hortum soguk izostatik faza konumlandirildi ve 200 MPa basinçla bagil yogunlugu %61 ve dis çapi 240 mm olan boru demir külçesi seklinde yas kütle olarak preslendi. Bu sekilde üretilen yas kütle dolayli sinterleme firininda 1350°C sicaklikta sinterlendi. Sinterlemeden sonraki bagil yogunluk %95'tir. Sinterlendikten sonra boru demir külçesinin her tarafi mekanik olarak dis çapi 200 mm, iç çapi 127 mm ve uzunlugu 900 mm olan bir geometride islendi. Bunun bir diger sonucu olarak boru demir külçesi 1300°C sicaklikta isitildiktan sonra bir inandrelle dövüldü, böylece havayla sogutulan uzunlugu 1200 mm, dis çapi 180 mm ve iç çapi 120 mm. olan boru olusturuldu. 900 ila 750°C arasindaki bir sicaklik araliginda 37 K/dak sogutma hizi gerçeklestirildi. Dövüldükten sonra hedef malzemenin bagil yogunlugu %99,7, sertligi 344 HVlO'dur. Oksijen miktari 9 ug/g olarak ölçüldü. Doku ölçümünde tercih edilen oryantasyon <110 yönünde Ni(W) fazinda tespit edilebildi. W fazinin yüzeyi %30, ortalama tane boyu 15 um'dir. Entermetalik fazin yüzey miktarlari %7'dir. Örnek 1'e benzer sekilde bir boru demir külçesi üretildi: Bunun bir diger sonucu olarak boru demir külçesi 1250°C sicaklikta bir mandrelle dövüldü, böylece uzunlugu 1200mm, dis çapi 180 mm ve iç çapi 120 mm olan boru olusturuldu. Ayrica tavlama islemi bir saat boyunca 1000°C'de bir saat sürdürüldü, akabinde havayla sogutuldu. 900 ila 750°C arasindaki bir sicaklik araliginda 58K/dak sogutma hizi gerçeklestirildi. Ardindan hedef malzemenin yogunlugu %99,7, sertligi 331 HVlO'dur. Oksijen miktari 11 ug/g olarak ölçüldü. Doku ölçümünde tercih edilen oryantasyon <110 yönünde Ni(W) fazinda tespit edilebildi. W fazinin yüzeyi %29, ortalama tane boyu 14 um. Entermetalik fazin yüzey miktarlari %5, yani bu entermetalik fazi miktarlarinin XRD ile ölçülemedigi anlamina Örnek 1 ve 2'ye benzer olarak bir boru demir külçesi üretildi, W ve Ni tozu %70 W ve %30 Nioraninda kullanildi. Bunun bir diger sonucu olarak boru demir külçesi 1300°C sicaklikta bir mandrelle dövüldü, böylece havayla sogutulan olusturuldu. 900 ila 750°C arasindaki bir sicaklik araliginda 34K/dak sogutma hizi gerçeklestirildi. Ardindan hedef malzemenin yogunlugu %99,5, sertligi 442 HVlO'dur. Oksijen miktari 70 ug/g olarak ölçüldü. Doku ölçümünde tercih edilen oryantasyon <110 yönünde Ni(W) fazinda tespit edilebildi. W fazinin yüzeyi %39, ortalama boyut 19 um. Entermetalik fazin yüzey miktarlari %8'dir. Örnek 1 ila 3'e benzer olarak bir boru demir külçesi üretildi, W ve Ni tozu %43 W ve %57 Ni oraninda kullanildi. Termomekanik veya termik islem yapilmadi. Sinterlendikten sonra firinda sogutuldu; burada 900 ile 750°C arasindaki bir sicaklik araliginda 10 K/dak sogutma oranina ulasildi Sinterlendikten sonra hedef malzemenin bagil yogunlugu %78, sertligi 163 HVlO'dur. Düsük sertlik degeri düsük yogunlukla nedenlendirilmektedir. Oksijen miktari 268 ug/g olarak W fazinin yüzeyi %8, ortalama tane boyu 18 um. Entermetalik fazin yüzey miktarlari %12'dir. Örnek. 1 ve Z'ye benzer boru demir külçesi üretildi, fakat 1200°C sicaklikta sinterlendi. Termomekanik veya termik islem yapilmadi. Sinterlendikten sonra firinda sogutuldu; burada 900 ile 750°C arasindaki bir sicaklik araliginda 10 K/dak sogutma oranina ulasildi. Sinterlendikten sonra hedef malzemenin bagil yogunlugu %77, sertligi l65 HVlO'dur. Düsük sertlik degeri düsük yogunlukla nedenlendirilmektedir. Oksijen miktari 96 ug/g olarak Ölçüldü. W fazinin yüzeyi %30, ortalama boyut l5 um. Entermetalik fazin yüzey miktarlari %lS'dir. Örnek 1 ve Z'ye benzer boru demir külçesi üretildi, fakat lOOO°C sicaklikta sinterlendi. Sinterlendikten sonra firinda sogutuldu; burada 900 ile 750°C arasindaki bir sicaklik araliginda lO K/dak sogutma oranina ulasildi Sinterlendikten sonra hedef malzemenin bagil yogunlugu %77, sertligi 74 HVlO'dur. Oksijen miktari 120 ug/g olarak ölçüldü. Bunun bir diger sonucu olarak boru demir külçesi l300°C'de bir mandrel üzerinden dövülmeye çalisildi, hedef malzeme mekanikr olarak basarisiz oldugu için deney sonlandirildi. Doku ayrica faz miktarlari ve tane boyutu için herhangi bir deger belirlenemedi. Sekiller: Sekil 1: Ni(W) sisteminin faz diyagrami (kaynak: ASM Edition) bulus konusu bilesim alaninda isaretlenmistir. Sekil 2: Bulus konusu olmayan %60 W, %40 Ni'li W-Ni püskürtme hedefinin dokusu %25'lik 85 ml NH4OH + 5 ml Hxh çözeltisiyle daglandi. Entermetalik fazin yüzey miktari Sekil 3: Bulus konusu %60 W, %40 Ni'li W-Ni püskürtme hedefinin dokusu %25'lik 85 ml NH4OH + 5 ml Hdb çözeltisiyle daglandi. Degerlendirilebilir entermetalik faz miktari yok, W fazi yüzey %29,5, kalani Ni(W). Sekil 4: Bulus konusu olmayan W-Ni püskürtme hedefinin numunesinin röntgen isini diferaksiyonu, entermetalik faz (NiqW) miktarlari %lO'dan (yüzey) daha fazladir. Sekil 5: Bulus konusu W-Ni püskürtme hedefinin numunesinin röntgen isini diferaksiyonu, entermetalik faz (Ni4W) miktari tespit edilemedi. Gösterilen kirinini görüntüsünün degerlendirilmesi için JCPDS kartlari 03- ayrica 03- uygun, VW ile doygun hale getirilen Ni karisim kristali) kullanilir. TR