Theses supervised by Prof. Dr. Atilla Evcin
13 theses · Afyon Kocatepe University
Korozyona dayanıklı kompozit malzeme üretimi ve performansının incelenmesi
Bu çalışmada, AISI 304 çelik yüzeyine uygulanan farklı kaplama içeriklerinin korozyon direncine etkisi incelenmiştir. Kaplamasız yüzey (R) ile Zn asetat (A), titanyum izopropoksit (B), seryum oksit (C) ve zirkonyum izopropoksit (D) içerikli kaplamalar karşılaştırılmıştır. Çalışmanın amacı, kaplamaların korozyona karşı etkinliklerini değerlendirmek ve en uygun kaplama kompozisyonunu belirlemektir. Deneylerde, açık devre potansiyeli (OCP), potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemleri kullanılarak kaplama performansları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca, temas açısı ölçümleri ve mikroskop görüntüleri ile yüzey morfolojisi ve kaplama homojenliği değerlendirilmiştir. Sonuçlar, kaplamasız yüzeyin (R) en düşük korozyon direncine sahip olduğunu, A numunesinin ise zayıf performansı nedeniyle yeterli bir bariyer etkisi sunamadığını göstermiştir. Titanyum izopropoksit içerikli B numunesi, en düşük korozyon akım yoğunluğu, en yüksek empedans değerleri ve pozitif korozyon potansiyeli ile en iyi korozyon direncini sergilemiştir. Seryum oksit (C) ve zirkonyum izopropoksit (D) içerikli kaplamalar ise orta düzeyde performans göstererek kaplamasız yüzeye göre önemli bir iyileşme sağlamış ancak B numunesine göre daha düşük direnç sergilemiştir. Temas açısı ölçümleri, C numunesinin hidrofobik bir yüzey yapısına sahip olduğunu, D numunesinin ise hidrofilik karakter gösterdiğini ortaya koymuştur. Mikroskop görüntüleri ise B numunesinin homojen ve sağlam bir kaplama yapısına sahip olduğunu, A numunesinde ise kaplamanın yetersiz ve düzensiz olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, AISI 304 çelik yüzeylerinde korozyon direncini artırmak için kaplama içeriklerinin dikkatle seçilmesi gerektiğini ve özellikle titanyum izopropoksit içerikli kaplamaların yüksek koruma potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Çalışmanın sonuçları, endüstriyel uygulamalar için kaplama malzemesi seçiminde yol gösterici bir nitelik taşımaktadır.
Gözenekli ve küresel silika nano kabukların sentezi, karakterizasyonu ve doksorubisin salım profillerinin incelenmesi
Bu doktora çalışmasında, gözenekli ve küresel silika nano kabukların (PSNS) geliştirilmesi, karakterizasyonu ve ilaç taşıma sistemlerinde kullanım potansiyelleri incelenmiştir. Araştırma, özellikle antikanser ajanı doksorubisinin (DOX) salım profillerinin optimize edilmesine ve kontrollü ilaç salım sistemlerinin tasarımına odaklanmıştır. Sol-jel ve şablon tabanlı yöntemlerle yedi farklı PSNS formülasyonu sentezlenmiş, bu süreçte endüstriyel çöktürülmüş kalsiyum karbonat (PCC) şablon olarak kullanılmıştır. PCC, seyreltik hidroklorik asit (HCl) ile uzaklaştırılarak gözenekli ve içi boş yapılar elde edilmiştir. Üretilen nano kabuklar, BET analizi, TEM, XRD, FTIR ve Zeta potansiyel ölçümleri ile karakterize edilmiştir. S-4 ve S-7 numaralı ürünlerin yüzey alanları sırasıyla 702.2 m²/g ve 452.2 m²/g olarak belirlenmiş, gözenek boyutları ise 7.3 nm ile 10.6 nm arasında ölçülmüştür. Altı farklı doksorubisin formülasyonu hazırlanarak, bu malzemelerin ilaç yükleme kapasiteleri ve in vitro salım profilleri incelenmiştir. Salım çalışmaları, bazı PSNS formülasyonlarının yaklaşık 10 saat boyunca kontrollü DOX salımı gerçekleştirebildiğini göstermiştir. İn vitro DOX salım verilerinin kinetik analizi, salım profillerinin Higuchi ve Korsmeyer-Peppas modelleriyle uyumlu olduğunu ortaya koymuştur. Gözenek boyutları ve yüzey özelliklerinin ilaç taşıma kapasitesi üzerinde kritik bir rol oynadığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, ekonomik ve çevre dostu bir alternatif olarak endüstriyel PCC kullanımı dikkat çekmiştir. Sonuç olarak, gözenekli ve küresel silika nano kabuklar, ilaç taşıma sistemleri için umut vaat eden bir platform olarak değerlendirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan sentez yöntemlerinin ekonomik ve ölçeklenebilir olduğu görülmüştür. Bu çalışma, nanoteknoloji tabanlı ilaç taşıma sistemleri ve kanser tedavisi alanında önemli bir katkı sunmaktadır.
Metal iyon katkılı hidroksiapatit ve kitosan içeren silikon kauçuk soket astarının üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere silikon kauçuk matrisli, hidroksiapatit (HA) ve çeşitli katkı maddeleri (Zn, Mg, Sr, Ag ve kitosan) içeren polimer kompozitler hazırlanmış ve bu kompozitlerin mekanik, fiziksel, mikroyapısal ve antibakteriyel özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çekme testleri, katkıların kompozitin mekanik performansını etkilediğini ve özellikle Zn, Sr ve Ag katkılı numunelerde mekanik dayanımın arttığını göstermiştir. Yoğunluk ve su emme testleri, katkıların yapısal bütünlüğü artırarak düşük su emme değerleri sağladığını ortaya koymuştur. Antibakteriyel testlerde, özellikle Ag katkılı numune (K6), gram negatif E. Coli ve gram pozitif S. Aureus bakterilerine karşı en yüksek antibakteriyel etkinliği göstermiştir. Sonuçlar, metal iyon katkılarının kompozitin biyouyumluluk ve fonksiyonel özelliklerini iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, metal iyon katkılı hidroksiapatitlerin polimer matrislere entegre edilmesinin, biyomedikal uygulamalar için yenilikçi malzemeler geliştirilmesi adına etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir.
Ti ve Ti6Al4V alaşımının biyouyumluluk ve korozyonu üzerine yüzey modifikasyonunun etkisi
Biyomalzemelerin geliştirilmesi için ince film kaplama yöntemleri kullanılarak malzeme yüzeyinde koruyucu katmanlar oluşturulmaktadır. Sol-jel yöntemi, ince film kaplama yöntemlerinden biridir. Organik-inorganik hibrit kaplama malzemelerinin hazırlanması için sol-jel yaygın şekilde kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada, saf titanyum ve Ti6Al4V alaşımının yüzey özelliklerinin, sol-jel daldırma kaplama yöntemi ile geliştirilmesi amaçlanmıştır. Saf titanyum ve Ti6Al4V alaşımının yüzeyinde TMSPM (3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate) ve GLYMO (3-(Glycidoxypropyl)trimethoxysilane) silan bağlayıcı ajan kullanılarak saf, titanyum alkoksit katkılı, zirkonyum alkoksit katkılı ve bor alkoksit katkılı ince filmler oluşturulmuş ve oluşturulan kaplamaların yüzey özellikleri incelenmiştir. TMSPM silan ajan kullanılarak elde edilen filmlere UV kürleme, GLYMO silan ajan kullanılarak elde edilen filmlere ise termal kürleme yapılmıştır. Hazırlanan filmlerin karakterizasyonu için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), yüzey pürüzlülük ölçümü, temas açısı ölçümü (CA), biyoaktivite ve korozyon testleri yapılmıştır.
Grafen nanotabaka katkılı TİO2 kullanarak boya duyarlı güneş hücresi üretimi
Bu çalışmamızda farklı silan bağlayıcı bileşiklerine nano boyutlu, birkaç tabakalı grafen nanotabaka katkılı Boyar madde içeren TİO2 ince filmler üretilicektir. Çalışmada grafen nanotabaka miktarı, TİO2 nin kaynağı ve silan cinsi gibi parametrelerin etkisi araştırılacaktır. indirgenmiş grafen oksit, FT-IR ve SEM-EDX analizleri ile karakterize edilecektir.Kaplama işleminden sonra güneş pili hücresine dönüştürülerek UV, karanlık ve aydınlıkta akım gerilim ölçümü yapılarak verim tespit edilecektir. Daha sonra SEM ve UV-Visible analizlerine tabi tutulup ve boyarlı ve boyar maddesiz güneş pili numunelerinden elde edilen bulgular karşılaştıracaktır.
Gümüş ve esansiyel yağ içeren antifungal, antibakteriyel nanolif kaplı cerrahi maskelerin üretimi
Bu çalışmada, selüloz asetat (CA) çözeltisi gümüş nitrat, pelargonium yağı, okaliptüs yağı, citronella yağı ve cypress yağı ile katkılandırılarak 6 adet çözelti elde edilmiştir. Elde edilen çözeltilerden elektroeğirme yöntemi kullanılarak nanolifler üretilip cerrahi maskenin ara katmanı olan melt blown tabakası üretilen nanolifler ile kaplanmıştır. Nanoliflerin morfolojik analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile çapı, homojenitesi ve dağılımı ise Fibraquant programı ile saptanmıştır. Fibraquant programı analiz sonuçları nanolif çaplarının 100 nm ile 800 nm aralığında olduğunu göstermiştir. Başlangıçta hazırlanan çözeltiler FTIR analizi, antifungal ve antibakteriyel aktivite ile karakterize edilmiştir. FTIR analizlerinde selüloz asetat, gümüş ve esansiyel yağlar için karakteristik pikler elde edilmiştir. Staphylococcus aureus bakterisine uygulanan antibakteriyel analiz sonucuna göre gümüş nitrat ve okaliptüs yağı katkılı selüloz asetat çözeltisinin en yüksek antibakteriyel etkinliğe sahip olduğu saptanmıştır. Aspergillus flavus ve penicillium notatum mantarları üzerinde yapılan antifungal teste göre ise gümüş nitrat ve pelargonium yağı katkılı selüloz asetat çözeltisinin en yüksek antifungal etkinliğe sahip olduğu görülmüştür.
Nano boyutlu grafen oksit katkılı polimer kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Grafen karbon esaslı 2boyutlu malzemeler sınıfında bulunan ve mekanik, termal ve elektriksel özellikleri bakımından üstün özellikler gösterebilen bir malzemedir. Sp2 bağ yapısına sahip olan bu malzeme, günümüzde bilinen en yüksek dayanıma sahip malzemedir. Aynı zamanda spesifik yüzey alanı diğer malzemelere oranla yüksektir ve uygulama alanları oldukça geniştir. Ancak grafen, kısıtlı kullanıma sahip olduğundan polimer nano kompozit üretimi esaslı araştırmalar tercih sebebidir. Bu çalışmada, Hummers modifiye yöntemi kullanılarak grafit pullarından grafen oksit(GO) üretilmiştir. Üretilen grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksidin (rGO) % 0,5 ve 1 oranlarında polyester ve silikona katkılandırma yapılmıştır.Numuneler çekme, basma testiyle ayırıcı özellikleri ortaya konmuştur. XRD, SEM analizleri yapılmıştır.
Bor mineral katkılı polimerik malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, bor mineralleri katkılı polimer kompozitlerin mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Matriks malzeme olarak polyester reçine kullanılmış olup takviye elemanı olarak da 100 μm boyutunda kolemanit, üleksit ve tinkal olmak üzere bor mineralleri kullanılmıştır. Ağırlıkça farklı miktarlarda (0-5-10-15-20 gr) kolemanit, üleksit ve tinkal mineralleri, polyester reçine ile karıştırılarak kalıplara dökülmüştür ve oda sıcaklığında 1 gün bekletildikten sonra kalıptan çıkarılmıştır. Sonrasında numunelere fiziksel ve mekanik testler yapılıp sonuçları incelenmiştir
Cam fiber katkılı Hematit ve Manyetit içeren polimer nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, elektronik devreler, makine ve otomotiv üretiminde yeni tercih edilen cam fiber ait mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiş, farklı miktarlarda demir cevheri takviye edilerek malzemelerin mekanik özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Cam fiber katkılı Hematit ve Manyetit içeren polimer numunelerin daha iyi elastik, hafif, yüksek korozyona dayanımı gözlenmiştir. Bu sonuçlar sayesinde inşaat sektörü, bilgisayar ve uydu teknolojilerine dayalı sektörler için cam fiber katkılı Hematit ve Manyetit içeren polimerlerin daha ekonomik olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Polimer, Cam fiber, Hematit, Manyetit, Mekanik ve Fiziksel Özellikler, CTP
Grafen katkılı aramid esaslı kompozit malzemelerin mekanik ve balistik özelliklerinin değerlendirilmesi
Bu araştırmada, aramid esaslı kompozit plakalara farklı miktarlarda grafen ve epoksi reçine karışımı takviye ederek nanokompozit yapıda numuneler elde edilmiştir. Deneysel çalışmada kullanılan grafen nano tabakalara; FTIR, Raman analizleri yapılarak karakteristik pikler elde edilmiştir. Balistik kompozitler için referans olabilecek bir balistik plakanın üretim prosesi ayrıntılarıyla açıklanmıştır. Grafen nano tabaka takviyeli ve takviyesiz balistik plakalara, balistik test laboratuvarında NIJ-STD-0101.04 standardında atış testleri uygulanmış ve test sonuçlarının kıyaslaması yapılmıştır. Atış testleri sonucunda bir plaka haricinde grafen ve epoksi reçine takviyeli balistik plakalarda başarılı sonuçlar elde edilememiş ve bunun epoksi reçinenin aramid katmanların esneklik ve enerji sönümleme özelliklerine olumsuz tesir etmesinden kaynaklandığı değerlendirilmiştir. Söz konusu balistik nanokompozit numunelerin dijital fotoğrafları çekilerek balistik etki altında oluşan delinme, fiber kopması, delaminasyon gibi enerji yayılım mekanizmaları incelenmiştir. Çekme testleri sonucunda ağırlıkça % 0,5 ve 1 grafen katkılı numunelerin nihai gerilme kuvvetlerinin artarak mekanik özelliklerinde iyileşme olduğu görülmüştür.
Use of boron-containing flame retardants in the rubber industry
Thanks to its geographical location, our country is at the forefront with its boron and reserves. It has approximately 230 kinds of boron compounds. Boron derivatives used in this study; boric acid, sodium tetraborate pentahydrate and sodium tetraborate decahydrate. The flame retardant feature, which is the common feature of these compounds, is discussed. Since the cost of aluminum trihydrate, which is widely used for this purpose, is higher than other flame retardants, a search for alternative raw materials has arisen. In this study, rubbers, flame retardants and conveyor belts made of rubber are included. Conveyor belts are also called conveyor belts. The working principle of conveyor belts is a mechanism used to transfer any material from one end to another. It is economical, efficient and safe. With the use of conveyor belts, the human factor is minimized, allowing the desired material to be transported quickly and safely. Conveyor belts have various usage areas, both underground and above ground. The tapes used underground should be suitable for safety class and flame resistant tapes. In the production phase of the conveyor belt, flame retardants play an important role in this sense. The first step in the conveyor belt formation process is to create a rubber formulation. This formulation is approximately 80% rubber raw material and the remaining 20% contains antioxidants, plasticizers, flame retardants, process facilitators, etc. ATH and boron derivatives added rubber pastes were produced and then turned into a conveyor belt. To these produced bands; Flammability Characteristic (TS EN 12881-1) and Flame Resistance (TS EN ISO 340) and Determination of Adhesion Between Main Elements (TS EN ISO 252) tests were applied and compared with reference to the standards. Keywords: Polymer, Rubber, Mineral, Filler, Flame Retardant
Alüminyum parçaların bor içeren malzemeler ile kaplanması
Alüminyum ve alaşımları dayanıklı ve ekonomik olmalarından dolayı günümüzde otomotiv, havacılık ve uzay, inşaat, gibi çeşitli alanlarda tercih edilmektedir. Bu metalin birçok alanda tercih edilmesine rağmen bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bunların başında ilk akla gelen korozyon direncinin ve aşınma direncinin düşük olmasıdır. 1946 senesinde ilk olarak bu dezavantaja yönelik çalışmayı iki arkadaş olan Riddel ve Brinnel tarafından gerçekleştirilmiştir. Yaptıkları çalışmada akımsız yöntem kullanarak alüminyum yüzeyine nikel kaplayarak yüzeyde sert, aşınmaya ve korozyona dirençli bir tabaka oluşturdular. Tercih edilen bu yöntemde herhangi bir elektrik kaynağına ihtiyaç gerekmemektedir. Ayrıca bu yöntemin diğer yüzey kaplama yöntemlerine göre en büyük avantajı kaplamanın tüm yüzeyde homojen ve sabit kalınlıkta kaplamalar elde edilebilir olmasıdır. Yapılan bu çalışmada Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının yüzeylerine akımsız Ni-B kaplanması hedeflenmektedir. Yapılan literatür çalışmaları sonucunda uygun bir Ni-B banyosu hazırlanmıştır. Kaplama yapılacak olan alüminyum alaşımları banyoya alınmadan önce belirli ön işlemlerden geçirilerek kaplamaya hazır hale getirilmiştir. Kaplama parametresi olarak farklı kaplama süreleri ile çalışılmıştır. 10 dk, 20 dk, 30 dk, 60 dk ve 90 dk' kaplama sürelerine sahip numuneler hazırlanmış ve 4000C'de 2 saat tavlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan kaplama ve tavlama işlemlerinden sonra numuneler SEM, XRD faz analizi, korozyon testi ve sertlik testleri yapılaması üzere analiz laboratuvarına gönderildi. Gelen sonuçlar doğrultusunda kaplamaların yüzeyde başarılı bir şekilde oluştuğu gözlenmiştir. Yapılan XRD testinin sonuçları doğrultusunda elde ettiğimiz Ni-B kaplamadaki fazlar literatürdeki Ni-B kaplamalar neticesinde elde edilen fazlarla uyuştuğu gözlemlenmiştir. Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının korozyon dirençlerinin ölçülmesinde GAMRY G750TM kullanılmış ve %3.5 NaCl çözeltisi içerisinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlardan her iki alaşımda da yapılan kaplamaların korozyona karşı direnç gösterdiği ve böylelikle istenilen hedefe ulaşıldığı gözlemlenmiştir. Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının Vicker sertlik testi ölçümlerinde Shimadzu HMV-G-20 kullanılmıştır. Yapılan analiz 50 gr yük altında 10 sn süreyle her numune için 5 adet ölçüm gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde her iki alaşımda da gerçekleştirilen kaplamaların sertlik değerleri saf numuneye göre fazla olduğu, literatürdeki değerlerle uyuştuğu ve istenen hedefe ulaşıldığı gözlemlenmiştir.
Sol-jel yöntemi ile Zn katkılı SiO2 kaplamanın yüzey özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Sol-Jel yöntemi ile farklı miktarlarda Zn katkılı SiO2 kaplamanın düzcam ve solar cam yüzey özelliklerine etkisi incelenecektir. Öncelikle Sol-Jel yöntemiyle TEOS, HMDS, Etanol kimyasalları belirli oranlarda 450 rpm'de manyetik karıştırıcıda karıştırılarak kaplama çözeltisi hazırlanmıştır. Bu çözelti 6 eşit parçaya bölünerek katkısız, %0,1 Zn katkılı, %0,2 Zn katkılı, %0,3 Zn katkılı, %0,4 Zn katkılı ve %0,5 Zn katkılı olmak üzere karıştırma işlemine devam edilip 6 farklı kaplama çözeltisi elde edilmiştir. Elde edilen çözeltiler kullanılarak solar cam ve düzcam yüzeylerine 30 cm mesafeden sprey tabancası kullanılarak püskürtme yöntemi ile kaplama işlemi yapılmıştır. Kaplanan camlar 60oC sıcaklıkta ısıl işleme tabii tutulmuş ve sonrasında temas açısı analizi, FT-IR, ışık geçirgenlik analizi, kesit görüntüsü, renk ölçüm analizi, parlaklık ölçüm analizlerine tabii tutulmuşlardır. Elde edilen sonuçlar incelenerek Zn katkısı ile cam tipinin yüzey karakteristiğine etkisi gözlemlenmiştir.