Deniz ortamlarındaki TiO2 esaslı SiO2-Na2O-K2O cam-seramik kaplamaların antifouling performansı
Sinan Daloğlu, Nurullah Çöpoğlu, Oğuz Karaahmet, Buğra Çiçek
Biyolojik kirlenme, organizmaların su ortamına maruz kalan yüzeylerde birikmesini ifade etmektedir. Bu durum, azalan enerji verimliliği ve artan yakıt tüketimi gibi endüstriyel süreçlerde önemli zorluklar oluşturur. Antifouling kaplama sistemleri, su ortamına maruz kalan yüzeylerdeki biyolojik kirlenmeyi önlemek amacıyla tasarlanmıştır. Günümüzde, kullanılan antifouling kaplamaların çevreye olan zararlı etkilerini azaltmak için alternatif kaplama yöntemlerinin geliştirilmesi konusunda çalışmalar hız kazanmaktadır. Bu çalışmada, TiO2 esaslı borosilikat cam-seramik kaplamanın (Ti-GCC) antifouling (AF) performansı, kaplama yüzeyine barnacleların birikmesine göre değerlendirilmiştir. Cam-seramik kaplama yapısında anataz kristallerinin oluşturulması için <%10 Na2O ve %20 TiO2'nin içeren Na2O-K2O-TiO2-B2O3-Al2O3-SiO2-P2O5-F öncül cam (Ti-PG) kompozisyonu geliştirilmiştir. Kimyasal bileşimi belirlemek için Ti-PG, X-ışını floresans (XRF) spektroskopisi ile analiz yapılmıştır. Öğütülmüş Ti-PG, katkı maddeleri ile birlikte sprey tabancası kullanılarak çelik bir altlık tabakaya uygulanmış ve 550 °C ve 860 °C'de 6 dakika boyunca devitrifikasyon uygulanmıştır. Ti-GCC'nin faz yapısının belirlenmesi, yüzey özelliklerinin değerlendirilmesi, termal davranışının analizi ve AF değerlendirmesi X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS), temas etmeyen optik profilometri (NCOP) ve termogravimetrik-diferansiyel termal analiz (TG-DTA) ile gerçekleştirilmiştir. Ti-GCC yapısında anataz kristalinin varlığı tespit edilmiştir. AF sonuçlarına göre Ti-GCC sistemine barnacle yerleşimi (73,9 barnacle/cm2) söz konusudur ve barnacle yüzeyden kolaylıkla temizlenebilir durumdadır. Ayrıca, EDS sonuçları Ti-GCC'nin yüzeyinde herhangi bir biyolojik kirlenme oluşmadığını göstermiştir. AF testi öncesinde ve temizlik prosedürü sonrasında yüzeyin pürüzlülüğü, NCOP kullanılarak ölçülmüş ve yüzey pürüzlülüğündeki farklılık tespit edilmiştir. Yüzeydeki pürüzlülük farklılığı, Ti-GCC sisteminin mikrobiyal olarak indüklenmiş korozyona (MIC) karşı direnç gösterdiğini ifade edebilir. EDS haritalama analizi ile kaplanmış tabakanın iç yapısında barnacle difüzyonuna dair herhangi bir veri bulunmamıştır. Ayrıca, SEM aracılığıyla yapılan antifouling değerlendirmesi öncesinde ve sonrasında Ti-GCC’nin kesitsel alanının kalınlık ölçümleri incelenmiş ve kaplama kalınlığında azalma olmadığı tespit edilmiştir.
