Theses supervised by Prof. Dr. Nuran Ay
19 theses · Anadolu University, Eskişehir Technical Üniversity
Bor nitrür partiküllerinin ultra ince tabaka ile kaplanmasının araştırılması
Bor nitrür kendine has fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeni ile endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir. Atomik katman biriktirme (ALD) ardışık, kendi kendini sınırlayan reaksiyonlar kullanarak inorganik materyallerin ultra ince ve konformal filmlerinin büyümesine izin veren bir yöntemdir. Ultra ince film tabakası çevrim sayısına bağlı olarak taşıyıcı inert gaz eşliğinde girdilerin etkileşimleri ile gerçekleşir. Bu çalışmada, hekzagonal bor nitrür üzerine ALD yöntemiyle akışkan yatakta Trimetilalüminyum (TMA) ve H2O reaktanları kullanarak Al2O3 ultra ince tabaka kaplanması ve karakterizasyonu araştırılmıştır. Çalışmanın birinci aşamasında, ALD prosesinin yapılacağı sıcaklığa dayanıklı paslanmaz çelik akışkan yatak cihazının tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında akışkan yatakta BN partiküllerinin ALD yöntemiyle TMA ve suyun azot gazı eşliğinde kullanılmasıyla ultra ince Al2O3 tabakası ile kaplanması araştırılmıştır. BN yüzeyinde ultra ince Al2O3 kaplanmış numunelerin karakterizasyonunda FTIR, XRD, SEM, TEM kullanılmıştır. Numunelerin zeta potansiyeli ölçümleri yapılarak yüzey yüklerinin nasıl değiştiği incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda hBN üzeri ultra ince Al2O3 tabaka ile kaplanmıştır.
Bor nitrür-silisyum karbür kompozitlerin sentezi ve özelliklerinin araştırılması
SiC kovalent bağlı sert bir malzeme olmasından dolayı karmaşık şekillerin üretimi ve işlenebilirliği oldukça zor ve pahalıdır. Bu çalışmada hekzagonal bor nitrürün işlenebilirlik özelliğinden faydalanarak SiC'e daha kolay şekil verebilmek ve özellikleri geliştirmek için hBN-SiC kompozit üretimi araştırılmıştır. α-SiC tozların yüzeyi H3BO3 ve CO(NH2)2 kimyasal reaksiyonu ile hBN partikülleri ile kaplanarak hBN-SiC kompozit tozlar üretilmiş, kalsinasyon yapılmış ve SPS yöntemi ile şekillendirilip sinterlenerek hBN-SiC kompozit elde edilmiştir. Borik asit : üre oranları ve kalsinasyon süreleri değiştirilerek kompozit toz üretimine etkisi araştırılmıştır. Al2O3-Y2O3 ilavesi ile SPS'de sinterleme yapılarak mikroyapı, fiziksel ve mekanik özelliklerdeki değişimler belirlenmiştir. Sinterleme sıcaklığına bağlı olarak SiC tane büyümesinin aktivasyon enerjisi hesaplanmış ve hBN miktarının SiC tane büyümesine etkisi tespit edilmiştir. hBN-SiC kompozitlerin kırılma davranışı, işlenebilirlik özelliği incelenmiş ve triboloji testleri yapılmıştır. Üre miktarının ve kalsinasyon sürelerinin hBN oluşumunu etkilediği belirlenmiştir. hBN-SiC kompozitte artan hBN miktarı ile fiziksel ve mekanik özelliklerde azalma, daha hızlı işlenebilirlik ve yüzey aşınmasının arttığı tespit edilmiştir.
Co/B oranının kobalt borat eldesinde etkisinin araştırılması
Bu çalışmada, boraks pentahidrat ve kobalt klorür hammaddeleri kullanılarak sulu çözelti ortamında kobalt borat bileşiği eldesinde Co:B oranının etkisi araştırılmıştır. Başlangıç çözeltilerindeki Co:B oranı 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7, 1:8, 1:10, 1:12 olan kobalt klorür ve boraks pentahidrat çözeltileri hazırlanarak, diğer parametreler değiştirilmeksizin tepkimeler tekrar edilmiştir. Sulu çözeltiler, 420 dev/dak karıştırma hızında ve 30 °C'de karıştırılmıştır. Tepkime sonrası ortaya çıkan asıltı filtre edilmiş; katı halde pembe-mor renkli bir çökelek elde edilmiştir. Numuneler kurutulmuş ve 850 °C'de 7 saat ısıl işleme tabii tutulmuştur. Kobalt borat numuneleri XRD, FTIR ve TG – DTA analizleri ile karakterize edilmiştir. Co:B oranı 1:2 olarak sentezlenen numunenin incelenmesinde, Co2B2O5 fazının yanı sıra sodyum ve kobalt içeren oksitli bileşiklerin oluşumu da gözlemlenmiştir. 1:2 ile 1:10 arasında değişen oranlarda gerçekleşen tepkimeler sonucunda genellikle Co2B2O5 ve CoB4O7 fazlarına birlikte rastlanmıştır. Co:B oranı 1:10 olarak yapılan deney sonucunda ise Co2B2O5 tek fazının elde edildiği tespit edilmiştir. Başlangıç çözeltilerindeki bor oranının daha fazla arttırılması durumunda Co2B2O5 fazının yanında Co3B2O6 bileşiği meydana gelmektedir. Anahtar Kelimeler: Kobalt borat, Borat, Co/B oran, XRD.
Hidroksiapatit (HA) -hekzagonal bor nitrür (hBN) kompozitlerin elektroforetik birikim yöntemi (EPD) ile metal implantların kaplanması
Hidroksiapatit (HA), mükemmel biyouyumluluk ve biyoaktivite özelliklerine sahip olduğundan ve iskelet sistemimizin sert dokusu ile kimyasal ve yapısal benzerliğinden ötürü biyomalzeme olarak kullanılan Ca-P esaslı bir biyoseramiktir. Hekzagonal bor nitrür (hBN), oksit olmayan seramikler sınıfında olup, düşük yoğunluk, düşük dielektrik sabiti, yüksek ısıl iletkenlik mükemmel kimyasal kararlılık gibi sahip olduğu kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikler nedeni ile elektronik, optik ve mekanik uygulamalarda kullanılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda biyouyumlu ve sitotoksik olmadığı belirtilmektedir. Bu çalışmada, nano HA ve nano hBN kompozit tozları elektroforetik birikim (Elecrophoretic Deposition-EPD) yöntemi kullanılarak titanyum (Ti), Ti6Al4V alaşımı ve paslanmaz çelik altlıklar üzerine biriktirilmiştir. Altlık ile kompozit kaplama arasında iyi bir yapışma, homojen ve çatlaksız kaplama yüzeyleri elde etmek için farklı süspansiyon ve süreç parametreleri incelenmiştir. Farklı bileşimlerde hBN içeren kompozit kaplamalar homojen ve çatlaksız olarak tüm altlıklarda elde edilmiştir. Kaplamaların yapışma testleri ASTM D3359-09-B standardına göre yapılmış ve bu standarda göre sınıflandırılmıştır. Kompozit kaplamalar kabul edilebilir yapışma mukavemeti göstermiştir. Kaplamaların Ti'un korozyon direncini artırdığı tespit edilmiştir.
Co-B içeren katazlizör sentezi, karakterizasyonu ve araştırılması
Bu çalışmada, kobalt klorür hekzahidrat, kobalt nitrat hekzahidrat ve kobalt sülfat heptahidrat ile sodyum boraks pentahidrat reaksiyona sokularak kobalt borat eldesi incelenmiştir. Co:B mol oranları 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7 ve 1:10, reaksiyon sıcaklığı 25˚C, 35˚C, 40˚C ve 45˚C olarak seçilmiştir. Reaksiyon sonucunda katı süzülüp, yıkanarak kurutulmuştur. 700, 850, 950 ve 1000˚C'de, 1, 2, 3, 7 saat ısıl işlem uygulanmıştır. Numunelerin karakterizasyonu TG-DTA, XRD, FTIR, SEM, ICP-OES, BET ve Rietveld analizleriyle gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon sıcaklığı ve Co:B oranları değiştiğinde farklı miktarda kobalt piroborat ve kobalt tetraborattan oluşan iki faz elde edilmiştir. Numunelerde BO3 ve BO4 grupları mevcuttur. Tek fazdan oluşan numunelerde ise BO4 gruplarına ait piklerin şiddetleri çok küçüktür. %90'nın üzerinde kobalt piroborat içerdiği belirlenen numunelerin XRD grafiklerinde kobalt tetraborat fazlarının varlığı bulunamamıştır. Farklı kobalt bileşikleriyle hazırlanan numunelerin mikroyapılarında önemli bir değişikliğe rastlanmamıştır. Çoğunlukla levha ve çubuğumsu morfolojiden oluşmuş bir mikroyapı birlikte görülmektedir. Numunelerin elementel analizleri sonucunda %Co miktarları 23,08-34,84, %B miktarları 9,68-14,76 arasında değişmektedir. Anahtar Sözcükler: Kobalt bileşikleri, Reaksiyon sıcaklığı, Co:B oranı, Karakterizasyon
Organik esaslı kompozitlerin 3 boyutlu yazıcı ile şekillendirilmesinin araştırılması
Hekzagonal bor nitrür'ün (hBN) biyoinert, biyouyumlu, düşük sürtünme kat sayısı ve ısıyı homojen dağıtma özelliklerinden faydalanılarak yüksek viskoziteli biyomürekkeplerin basım kalitesini artırabileceği ön görülmüştür. 3 boyutlu biyoyazıcılarda ve biyomürekkep çeşitliliğinde hBN nanopartikülleri kullanılarak sınırlamaların elimine edilmesi amaçlanmıştır. İyonik olarak bağlı jelatin-kitosan biyomürekkeplerine hBN nanopartikülleri ilave edilerek viskozite değişimleri incelenmiştir ve basılabilirlik değerlendirmesi yapılmıştır. Yüksek viskoziteli biyomürekkeplerin basılabilirlik özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir. Basılan doku iskeleleri iyonik veya kimyasal çapraz bağlı olarak biyomalzeme halinde kullanılabilirliğini değerlendirmek için kimyasal (FTIR, DSC, XRD), fiziksel (biyobozunurluk, yüzey temas açısı, su tutma kapasitesi) ve biyolojik (biyouyumluluk) testleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan hBN nanopartiküllerinin katkılı biyomürekkeplerin ekstrüzyon temelli biyoyazıcıların dezavantajını azalttığı belirlenmiştir. Ayrıca doku mühendisliği alanında kompozit biyomalzeme geliştirirken hBN nanopartiküllerinin üstün özelliklerinden faydalanılabileceği ortaya çıkmıştır.
TİB2-kitosan kompozitlerin epd yöntemi ile kaplanmasının araştırılması
Kitosan çözeltisi ile öğütülmüş ve öğütülmemiş TiB2 tozları içeren süspansiyonlarla elektroforetik biriktirme yöntemiyle (EPD) başarılı titanyum diborür (TiB2)-kitosan kompozit kaplamalar elde edilmiştir. Proses parametrelerinin (uygulanan voltaj, biriktirme süresi ve katı konsantrasyonu) kompozit kaplamaların morfolojik, mikroyapısal, kalınlık ve yapışma davranışı üzerindeki etkisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. Süspansiyon özellikleri ve kompozitlerin EPD mekanizması tartışılmıştır. Kaplamaların yapışma davranışı ASTM D3359-09-B tape teste göre sınıflandırılmıştır. Sonuçlar, kitosan çözeltisi içeren TiB2 tozlarının, EPD ile Ti yüzeyinde düzgün, çatlaksız olarak başarılı bir şekilde biriktirildiğini göstermiştir. Farklı miktarlarda kitosanların alt tabakaya yapışma üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu düşünülmektedir. Elektroforetik biriktirme yöntemiyle kaplanan TiB2-kitosan kompozitlerinin homojen, gözenekli yapısının geliştirilmesi, hücrelerin çoğalmasına uygun olması beklenir. Ortopedi ve diş uygulamalarında alternatif kaplama olarak yüksek bir potansiyele sahiptir.
İndüksiyon ocağında birincil ergitmede cüruf bileşiminin etkisinin araştırılması
Demir çelik endüstrisinin tesis ve süreç tasarımlarına göre değişmekle birlikte birincil ergitme ve ikincil metalürji alaşımlama operasyonlarında yaygın olarak ferrosilis (FeSi) ve ferrosilismangan (FeSiMn) katkıları kullanılmaktadır. Son yıllarda artış gösteren ferroalyaj fiyatları ile alaşımlama süreçlerinde kullanılan bu katkı malzemelerinin aylık ve yıllık ölçekte düşürülmesi en öncelikli maliyet iyileştirmesi olarak değerlendirilmektedir. Bu tez çalışmasında, ikincil metalürjide kullanılan FeSi ve FeSiMn katkılarının azaltılmasına ortam sağlayacak koşulları elde etmek amacıyla birincil ergitme cürufunun sıvı çelik bileşimi ile pirometalurjik ilişkisi incelenmiştir. Birincil ergitme cürufuna termo-kimyasal etki mekanizmaları yaratarak, eriyik içerisindeki metal oksitlerin indirgenme tepkimeleri ile sıvı çelik banyosuna kazandırılması hedeflenmiştir. Bu sayede ikincil metalürji istasyonu pota ocağında kalite standartları dahilinde nihai ve uygun çelik kimyasal bileşimi için alaşım elementleri bakımından zenginleşmiş birincil ergitme sıvı çeliğine daha düşük miktarlarda alyaj (FeSi-FeSiMn) katkısı yapılmıştır. Bu iyileştirilmiş metalürjik alaşımlama süreci ile alyajlama maliyetlerinin düşürülmesi amaçlanmıştır.
İndüksiyon ocaklı çelikhanelerde sünger demir (doğrudan indirgenmiş demir-DİD) kullanımının araştırılması
Çelik üretimi yapılan fabrikalarda çeliğin sürekli döküm makinesi kalıp çıkışından başlayarak, haddehane tav fırını giriş ve sonrasında havayla temas ettiği her noktada çelik yüzeyinde tufal oluşumu meydana gelmektedir. Demir-çelik tesislerinde yıllarca atık olarak ayrılan tufal, yapısında %70-80 arasında değişen demir oksit içeriğinden dolayı alternatif bir demir kaynağı durumuna gelmiştir. Bu çalışma da sürekli döküm makinesi ve haddehaneden elde edilen tufalin, antrasit bentonit ve organik bağlayıcı ile briketlenmesi sonucu indüksiyon ocaklarında kullanımı araştırılmıştır. Elde edilen briketler sünger demir olarak adlandırılır ve oksit bileşiminin kimyasal analizi XRF (X-ışını floresansı) ile ölçülmüştür. Faz analizleri XRD (X-ışını kırınımı) ile incelenmiştir. Mikro yapı çalışmaları için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve optik mikroskop kullanılmıştır. İndüksiyon ocaklarında, sünger demir içindeki tufalin antrasit ile uygun sıcaklıkta indirgenmesi sonrasında elde edilen çeliğin ve oluşan cürufun XRF analizleri yapılmıştır. Yapılan bu sonuçlardaki çelik ve cüruf kimyasal analizlerine göre sünger demirin zamanında indüksiyon ocağına şarjı ve kullanılan hammaddelerin uygun sünger demir bileşimi oluşturması sağlanmıştır. Tufal kullanılarak üretilen sünger demirin, indüksiyon ocaklı tesislerde çelik üretiminde kullanılabileceği tespit edilmiştir.
Lüminesans özellik gösteren bor nitrür üretiminin araştırılması
Günümüzde lüminesans özellik gösteren malzemeler optoelektronik malzemeler, güneş panelleri, ışık yayan diyotlar (LED), kuantum noktalar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Lüminesans malzemeler geniş bant aralıklı yarı iletken malzemelerin yapısına nadir toprak elementleri (RE) katkılanarak elde edilebilir. Bu malzemeler içerisinde hekzagonal bor nitrür kimyasal fiziksel ve mekanik özellikleriyle ilgi çekmektedir. Bu çalışmada, disprozyum (Dy+3) ve evropiyum (Eu+3) iyonları farklı miktarlarda katkılanarak hekzagonal bor nitrür (hBN) elde edilmiştir. Lüminesans özellik gösteren hBN borik asit, melamin, Eu+3 ve Dy+3 karıştırılıp kurutulduktan sonra 1200°C'de 1 saat azot atmosferinde sentezlenmiştir. Numunelere karakterizasyon yapılarak fotolüminesans (PL) özellikleri incelenmiştir. Bor nitrür mor ötesi-ultra viyole (UV) ışık ile uyarıldığında Eu+3 ve Dy+3 iyonlarının varlıkları maviden kırmızıya yayınım (emisyon) göstermiştir. Farklı [Dy+3 / Eu+3] oranları kullanılarak enerji verimliliği en yüksek olan formülasyon belirlenmiştir. Yüksek enerji verimliliğine (~0,83) sahip emisyon [Dy+3 / Eu+3] = 0,5 oranında görülmüştür. Ayrıca Dy+3 iyonlarının miktarının artmasıyla ışıldama yoğunluğunun azaldığı belirlenmiştir.
hBN and BaTiO3 reinforced PVDF-HFP matrix piezoelectric nanocomposites for flexible energy storage and harvesting applications
This PhD dissertation introduces poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) matrix piezoelectric nanocomposites reinforced with diverse ceramic nanoparticles for flexible energy storage and harvesting applications. A new process route was demonstrated to form boron nitride nanosheets (BNNSs) through the surface modification of hexagonal boron nitride (hBN) nanoparticles (NPs) with vinyltrimethoxysilane (VTS) as a silane coupling agent. PVDF-HFP matrix nanocomposites were produced by solution casting and melt crystallization by reinforcing unmodified hBN NPs and surface modified BNNSs (BNNS-VTSs) by 0-10 wt.% and unmodified barium titanate (BaTiO3; BT) NPs and surface modified BT (BT-VTS) NPs by 0-25 wt.%. Porous 25% BT-VTS/ PVDF-HFP nanocomposites were prepared for the first time using various phase separation methods. Novel sandwich-structured nanocomposites in BN-BT-BN configuration were fabricated by hot-pressing of solid 4% hBN/PVDF-HFP and solid or interconnected porous 25% BT-VTS/PVDF-HFP nanocomposites. All findings indicated that solution casted 4% hBN/PVDF-HFP nanocomposites presented the highest energy storage performance (641 MVm-1 breakdown strength, 23.2 Jcm-3 energy density, 92% energy efficiency) as a flexible dielectric capacitor due to the insulating nanofillers, which exceeds the previously reported BN incorporated PVDF-based nanocomposites. Furthermore, the energy harvesting performance was improved by a 3D porous microstructure. The porous sandwich-structured 4% hBN/25% BT-VTS/PVDF-HFP nanocomposites gave a power density of 22.11 uWcm-3, indicating their potential for use as flexible piezoelectric nanogenerators in self-powered wearable sensors and actuators to supply harvested biomechanical energy or signals for sensing and bio-electric stimulation.
Porselen karoların üretim koşullarının ve teknik özelliklerinin geliştirilmesi
Seramik karo üretiminde kaliteyi ve teknik performansı etkileyen çok sayıda faktör bulunmaktadır. Teknik özelliklerin kontrolünde en önemli basamakları hammadde, üretim süreci ve kullanılan makine teknolojisi oluşturmaktadır. Bu çalışmada öncelikle porselen karolarda pişirim sıcaklıkları/sürelerinin düşürülmesi ve nihai ürün özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Yurtbay Seramik San. ve Tic. A.Ş. karo fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Tezin birinci kısmında, porselen karo bünyelerinde alkali/toprak alkali oksit ve pişirim koşulları değişiminin pişme küçülmesi, % su emme, yoğunluk, pişme mukavemeti ve renk üzerine olan etkileri deney tasarımı yöntemlerinden biri olan ?faktöriyel tasarım? metodu ile incelenmiştir. Faktöriyel tasarım, ürünlerin kalitesini ve teknik özelliklerini etkileyen faktörlerin incelenen özellik üzerinde ana etkilerini ve etkileşimlerini belirlemeyi sağladığı için deney tasarımında önemlidir. Hipotezlerin anlamlılık testleri ?=0,05 güven seviyesine göre yapılmıştır ve deneyler sonunda elde edilen veriler, MINITAB 15 paket programıyla analiz edilerek incelenmiştir. Talk ve dolomitik kil kullanımı ile pişirim sıcaklığının 1175 °C, pişirim süresinin 35-40 dakikaya düşürülebileceği tespit edilmiştir. Böylece, faktöriyel tasarım ile en uygun pişirim koşulları belirlenmiş ve enerji tüketiminin azalması sağlanmıştır. Oluşturulan porselen karo bünyelerinde en uygun pişirim sıcaklığı-süresi, pişme küçülmelerinin tespiti ve uygun pişirim profilinin belirlenmesinde optik dilatometre kullanılmıştır. Tezin ikinci kısmında uygun pişme profiline uygun bünyelerin camsı faz kompozisyonu referans alınarak, yeni Seger formülasyonu oluşturulmuştur. Sinterleme ve yumuşama sıcaklıklarının tespitinde ısı mikroskobu kullanılmıştır. Buna göre camsı faz bileşimlerinde standarda kıyasla artan MgO/CaO ve azalan ?RO/?R2O, Al2O3 oranları ile yumuşama, sinterleme sıcaklıkları ile viskozitenin düştüğü görülmüştür. Sonuç olarak standart porselen karo bünye ile kıyaslanıldığında yeni porselen karoların teknik özelliklerinde gelişme ve pişirim sıcaklık/sürelerinde azalma sağlanmıştır.
Hekzagonal bor nitrür ürün özelliklerine öğütmenin etkisi
Hekzagonal bor nitrür (hBN) üretimi farklı metotlarla gerçekleştirilmekte, ancak üretim yöntemlerinden birçoğunda ince toz boyutunda ve yüksek kristaliniteye sahip toz eldesi mümkün olmamaktadır. Üretim sürecinde aglomerelerin dağıtılması öğütme işlemi ile gerçekleştirilmektedir. Bu tez çalışmasında aglomere haldeki ham Bor nitrürün (ham BN) bilyalı, atritör ve planatery değirmenler kullanılarak dağıtılmasının nihai ürüne (hBN) olan etkisi araştırılmıştır. Deney tasarım yöntemlerinden bir tanesi olan tam faktörlü tasarım yöntemi kullanılarak ham BN'ün öğütülmesinde etkin olan faktörler ve etkileşimleri bulunarak matematiksel ifadeler geliştirilmiştir. Partikül boyut, SEM ve XRD analizleri yapılarak öğütmenin hBN tozlarına olan etkisi araştırılmıştır. hBN uygulamalarında aranan farklı boyut ve aspekt oranına sahip toz üretiminin başlangıç öğütme koşullarına bağlı olduğu ve hekzagonal yapı bozulmadan toz üretiminin mümkün olduğu tespit edilmiştir.
Daha az enerji ile yumuşak porselen üretiminin incelenmesi
Daha az enerji ile yumuşak porselen üretiminin sağlanması için, kuvars ve ortoklas tane boyutunun bünye pişirim sıcaklığı ve teknik özelliklerine olan etkisi, faktöriyel deneysel tasarım metodu kullanılarak incelenmiştir. Kullanılması planlanan hammaddelerin karakteristik özellikleri belirlenmiştir ve standart bir yumuşak porselen bünye reçetesi hazırlanmıştır. Farklı tane boyut ve dağılımında hazırlanan bünyelerin pişirim öncesi yoğunluk ve mukavemet değerleri ölçülmüştür. Sinterleme davranışları optik dilatometre kullanılarak incelenmiştir. Pişirim sonrası oluşan fazlar ve bu fazların miktarı Rietvelt X-ışını difraksiyon (XRD) tekniği ile belirlenmiştir. Üretilen bünyelerin toplam küçülme, su emme, porozite, yoğunluk, renk, ısıl genleşme katsayısı, ışık geçirgenliği ölçümleri yapılmış ve mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Mikroyapıda bulunan amorf faz miktarındaki artışın ve viskozitesindeki azalmanın yumuşak porselen bünye sinterleme hızını belirleyen parametre olduğu belirlenmiştir. Bu bağlamda tüm deney sonuçlar Minitab 13.20 paket programı ile analiz edilmiştir ve oluşan amorf ve kalıntı faz oranları ile ilişkilendirilerek irdelenmiştir. Kuvars ve ortoklas tane boyutunun küçülmesinin üretim maliyetine olan etkisi, pişirim sıcaklığı ve öğütme maliyeti parametreleri ile karşılaştırmalı olarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: Yumuşak porselen, Tane boyutu, Pişirim sıcaklığı, Amorf faz, Sinterleme
Manyezit atıklarının seramik karo özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada manyezit atıklarının duvar karosu, seramik karo ve yer karosu özelliklerine olan etkisi araştırılmıştır. Manyezit atıkları ultrabazik bir kayaç olan serpantin ile kuvars enstatit ve manyezit içermektedir. Manyezit atıklarının kimyasal, mineralojik ve petrografik özellikleri belirlenmiştir. Manyezit atıkları duvar karosu bünyelerinde mermerin yerine %2-10 oranında; özel hazırlanan seramik karo bünyelerinde %20-80 oranlarında ve yer karosu bünyelerinde %40-50 oranlarında kullanılmıştır. Tüm numuneler üzerinde küçülme, renk, su emme, yoğunluk, gözenek, mukavemet ölçümleri yapılmıştır. Örneklerin sinterleme davranışı optik dilatometre, minerolojik ve faz analizleri X-ışınları difraktometresi (XRD), mikroyapı incelemesi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Manyezit atıkların kullanımıyla pişirim sıcaklıklarında düşüş sağlanmıştır. Elde edilen test sonuçları değerlendirildiğinde manyezit atıklarının seramik bünyelerde alternatif hammadde olarak ekonomiye kazandırılabileceği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Manyezit Atıkları, Serpantin, Forsterit, Enstatit, Su Emme
Sürtünme karıştırma kaynağıyla birleştirilmiş Al 6013-T6 alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Alüminyum alaşımları uçak yapılarında geniş bir kullanım alanı bulmaktadır, özellikle kanat ve gövde kaplamalarında kullanılırlar. Bu yapıların birleştirilmelerinde geleneksel bir teknik olan perçinle birleştirme kullanılır. Fakat perçinleme uçağın yapısal ağırlığını arttırmaktadır ve perçin delikleri yorulma çatlakları için gerilme konsantrasyonu oluşturmaktadır. Geleneksel kaynak tekniklerinde metal ergime noktasına kadar ısıtılmaktadır, bu nedenle de malzemenin mekanik davranışı kötüleşmektedir. Ayrıca yüksek dayanımlımalzemelerin kaynaklanabilirlikleri düşüktür. Son yıllarda Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW) alternatif bir birleştirme tekniği olarak kullanılmaya başlamıştır. Bu çalışmada havacılık ve uzay sanayinde önemli bir yere sahip olan alüminyum alaşımlarından 6013-T6'nın FSW ile kaynaklanabilme kabiliyetleri, kaynakyapıldıktan sonraki malzemenin mekanik özellikleri ve içyapıdaki değişiklikler incelenmektedir. Çalışmada ana malzeme, kaynaklı malzeme ve tekrar ısıl işlem görmüş malzemelere sertlik testi, çekme testi ve yorulma testi uygulanmış, optik ve elektron mikroskobu kullanılarak mikroyapı incelemesi yapılmıştır. Kaynaklımalzemede metaller arası partiküller ve tane yapısı optik ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir.
Kuru öğütme sistemi kullanılarak duvar karosu bünyesi geliştirilmesi
Bu çalışmada, kuru öğütme sistemi kullanılarak daha az maliyetli hızlı çift pişirim duvar karosu kompozisyonu geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bunun için, 3 adet kil, Na-Feldispat ve sıcaklığın nihai karonun özelliklerine etkisi faktöriyel deney tasarımı ile incelenmiştir. Deneyde 24 31 genel faktörlü deney tasarımı yapılmış, 5 ana faktör etkisi ve bunların birbirleriyle olan etkileşimi incelenmiştir. Hipotezlerin anlamlılık testleri a=0,05 anlam seviyesine göre yapılmıştır. Hazırlanan reçetelerden üretilen numuneler üzerinde küçülme, su emme, yoğunluk, gözenek miktarı, mukavemet deneyleri yapılmış olup örneklerin SEM ve XRD ile mineralojik ve faz analizleri yapılmıştır. Deneyler sonunda elde edilen veriler, MINITAB 14 paket programıyla analiz edilerek elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Kuru Öğütme, Duvar Karosu, Deney Tasarımı, Kırmızı Pişen Bünye, Mikroyapı
Hegzagonal bor nitrür toz sentezi ve sinterleme davranışları
Eşsiz özelliklere sahip, yapay bir malzeme olan hegzagonal bor nitrür pekçok sektörde kullanılmaktadır. Bor nitrür farklı üretim yöntemleri ileüretilebilmektedir. Bu çalışmada, borik asitten bor oksit üretilmiş ve bor oksitin700, 800 ve 900 oC'de nitrürlenmesi sonucunda ham bor nitrür elde edilmiştir.Ham bor nitrür içinde bor oksit, kalsiyum borat fosfat fazları mevcuttur, busafsızlıklar liç işlemi ile uzaklaştırılmıştır. Elde edilen bor nitrür turbostatikyapıdadır. 1400, 1500, 1600 ve 1700 oC'de ısıl işlemler ile hegzagonal bor nitrüroluşumu incelenmiştir. Üretilen bor nitrür tozlarının birim ağırlıkları,yoğunlukları, XRD paternleri, La ve Lc indeksleri, FTIR spektrumları, taneboyutları, mikroyapıları (SEM) ile incelenmiştir. 900 oC'de üretilen 1400 oC'deısıl işlem yapılan tozlardan bor nitrür tabletler üretilmiş ve 1800, 1900 oC'desinterlenmiştir. Tabletler katkısız, %(2, 4 ve 6) B2O3 katkılı ve %(2, 4 ve 6) Y2O3katkılı olarak üretilmiştir. Sinterlenen numunelerin yoğunluk, Vickers sertlikdeğeri, XRD paternleri, Lc indeksleri ve mikroyapıları incelenmiştir. Bor oksidinamonyakla nitrürlenmesi sonucunda üretilen bor nitrürün saflaştırılıp ısıl işlemyapılması sonucunda saf hegzagonal bor nitrür elde edilmiştir. Bor nitrür tozulevhalarından oluşan aglomeralar şeklindedir. Bor nitrürün sinterlenmesine B2O3ve Y2O3'in katkısının olduğu, teorik yoğunlukların %70'ler civarında olduğutespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Hegzagonal bor nitrür, Nitrürleme, Isıl işlem, Sinterleme,Karakterizasyon
Çinko oksit ilavesinin porselen özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada çinko oksit ilavesinin porselen özelliklerine etkileriincelenmiştir. Deneyde kullanılan reçeteler, bir deney tasarımı ?faktöriyeltasarım? ile belirlenmiştir. Deney tasarımı, aynı anda bir çok faktörünetkisinin incelenmesini ve faktörler arasındaki etkileşimlerin anlaşılmasınısağlamaktadır. İki ya da daha fazla faktörün etkisi üzerinde çalışmayıgerektiren deneylerde, faktöriyel deney tasarımı oldukça sık kullanılır.Yapılan çalışma çinko oksit için üç seviyeyi, diğer faktörler için ise ikiseviyeyi içermektedir. Hazırlanan reçetelerden üretilen numuneler üzerindeküçülme, renk ölçümü, su emme, yoğunluk, gözenek miktarı, mukavemetdeneyleri yapılmış olup örneklerin XRD ve SEM ile minerolojik ve fazanalizleri yapılmıştır. Deneyler sonunda elde edilen veriler, Minitab 13.20paket programıyla analiz edilerek elde edilen sonuçlar irdelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Çinko Oksit, Porselen, Deney Tasarımı, Renk, FizikselÖzellikleri