31
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Emaye üretiminde kaplama ve özelliklerin araştırılması
Camın kimyasal dayanımını arttırmak, yüksek sıcaklıklarda daha kararlı olmasını sağlamak için yüzeyleri farklı bileşimler kullanılarak kaplanılmıştır. Bu kaplama işlemleri sonucunda cam yüzey özelliklerinde iyileşme görülmüştür. Bu çalışmada amaç aynı uygulamanın emaye yüzeyi üzerindeki etkisini incelemektir. Çalışmanın literatür kısmında emaye, çeşitleri, uygulama alanları, üretim kademeleri, emaye yüzey iyileştirme işlemleri, yüzey pürüzlülüğü ve yüzey gerilimi konuları açıklanmıştır.Deneysel çalışmalar 70 x 70 mm ve 100 x 100 mm ebatlarında emaye üretimiyle başlamış, üretilen emayelerin yüzeyi farklı miktarlarda AlCl3, ZrCl4, AlCl3 ile (NH4)2SO4, ZrCl4 ile (NH4)2SO4 bileşimlerle kaplanmış ve yüzey özellikleri çeşitli analizler uygulanarak belirlenmiştir. Kaplama oranlarını belirlemek için alümina kröze içerisinde kaplama yöntemi seçilmiştir. Uygun bileşim miktarları ve uygulama sıcaklığı eluat iletkenlik analizi ve eluatın kimyasal analizi yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre kaplama sıcaklığı 600 ºC, 70x70 mm ebatlı emayeler için AlCl3 miktarı 0,01gr, ZrCl4 miktarı 0,05 gr (NH4)2SO4 miktarı 0,005 gr olarak belirlenmiştir. Bu oranlar 100 x 100 mm ebatlı emayeler için alümina kröze hacmine göre oranlanarak hesaplanmıştır.Yüzey kaplama işlemlerinden sonra emayelerin kimyasal korozyona dayanımlarını belirlemek için standartlara bağlı kalınarak TS EN 14483 ? 2 su buharında dayanım, TS EN 14483 ? 2 sitrik asitte dayanım, TS EN 14483 ? 4 sulu bazik çözeltilerde dayanım testleri uygulanmıştır. Bu testler sonucunda işlenmemiş numunelere kıyasla 0,022 gr AlCl3 + 0,005 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %71, 0,022 gr AlCl3 + 0,011 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %73, 0,115 gr ZrCl4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %66, 0,115 gr ZrCl4 + 0,005 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %72 ve 0,115 gr ZrCl4 + 0,011 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %60 artma gözlenmiştir.Ayrıca ısıtma ve kaplama işleminin emaye yüzeyindeki etkisini incelemek amacıyla yüzey pürüzlülük değerleri ve yüzey enerji miktarları hesaplanmıştır. Ancak beklenenin aksine artan sıcaklık ve değişen kaplama miktarlarında yüzey pürüzlülük miktarlarında ve yüzey enerji değerlerinde doğrusal olmamakla beraber artış gözlenmiştir. Bu durumda emayelerin yüzey enerji değişimini yorumlamayı zorlaştırsa da 600 ºC' nin referans sıcaklık olarak kabul edilmesi kanıtlanmıştır.
Titan beyazı emayelerin kimyasal dayanımının arttırılması
Emayeler metal bir altlık üzerine camsı kaplama uygulanması sonucu elde edilen ürünlerdir. Dayanımı metal altığı sayesinde; korozyon ve aşınma dirençleri ise camsı kaplaması sayesinde oldukça yüksek olan bir malzemelerdir. Kullanım alanlarında çeşitli sıcaklıklardaki sıvılar, gazlar ve kimyasallarla temas halindedirler. Bu yüzden yüzeylerinin kimyasal dayanımlarının çok yüksek olması gerekmektedir. Emaye üretimi sırasında yüksek kimyasal dayanıma sahip yüzeyler elde etmek için emayeye kimyasal dayanım arttırıcı maddeler katılması gerekmektedir. Fakat bu maddeler emayenin ergime sıcaklığını arttırmakta ve üretimini ekonomik olmaktan çıkartmaktadır. Bunun yerine yüzeye kaplama yapmak daha ekonomik olmaktadır.Çalışmanın amacı titan beyazı emayelerin kimyasal dayanımlarının yüzey kaplaması yapılarak arttırılmasını sağlamaktır. Bu amaçla daha önce TU BERGAKADEMIE FREIBERG-ALMANYA `da camlar üzerinde denenip başarıya ulaşılmış olan AlCl3 kaplamaları emaye üzerinde yine TU BERGAKADEMIE FREIBERG Cam Bölümü Laboratuarlarında denenmiştir.Çalışmada en iyi sonuçları veren AlCl3 uygulama sıcaklığı ve miktarı belirlenmiş ve bu koşullarda kaplanan numunelere ilgili TS testleri uygulanmıştır. Ayrıca kimyasal dayanıma etki eden parametrelerden yüzey pürüzlülüğü ve yüzey enerjisi konuları etkileri araştırılmıştır.600 ºC `de 0,022 g AlCl3 kaplanma yapılarak en iyi sonuca ulaşılmıştır. Uygulanan TS testlerine göre kimyasal dayanımlarda yaklaşık %80 artma olduğu görülmüştür. Yüzey pürüzlülüğü ölçümleri sonucunda pürüzlülüğünün titan beyazı emayelerin kimyasal dayanımına etki etmediği sonucuna varılmıştır. Yüzey enerjisi ölçüm ve hesaplamaları sonucunda ise en düşük değerlere belirlenen sıcaklıkta ulaşılarak yüzey enerjisinin kimyasal dayanım üzerinde etkisi olduğu kanıtlanmıştır.
Titanyum sert-alfa fazının değişik yöntemlerle üretilmesi ve karakterizasyonu
Döküm ya da ısıl işlemler sırasında ortamda bulunabilen az miktardaki oksijen veya azotun difüzyonla yapıya girmesi sonucu titanyum alaşımlarında `alfa-case' veya `hard-alfa' olarak adlandırılan kırılgan ve kararlı yapıda yeni sert bir alfa fazı oluşur. Sert-alfa, yorulma dayanımını, darbe direncini ve sünekliği düşürücü etkisinden dolayı numune yüzeyinde ise, haddeleme veya dekopaj (yüzey temizleme) ile kaldırılır. Bu çalışmada söz konusu fazın, malzeme içerisinde mevcudiyetinin ultrasonik muayene ile tespitinde kullanılmak üzere Ti-6Al-4V alaşımı standart test blokları içerisinde bilinen konum, şekil ve boyutlarda yapay hata olarak üretimi amaçlanmıştır.Bu çalışmada, yapay hata olarak üretilen hard-alfa fazının oluşturulması için optimum ısıl işlem koşulları ve ultrasonik muayenede standart test blokları olarak kullanılacak kitle malzeme içerisine bu hataları yerleştirilmek üzere kullanılan Vakum Sıcak Pres (vacuum hot press ? VHP) metodu için uygun presleme parametreleri belirlenmiştir. Titanyum alaşımı numunelerin yüzeyinde iki ayrı gaz ortamında ısıl işlemle oluşturulan sert- ? fazının karakterizasyon çalışmalarında Işık Mikroskobu, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Elektron Prob Mikro Analizör (EPMA), X Işınları Difraksiyonu (XRD), Çizik Testi (Scratch Test), Mikro Sertlik ve Confocal Raman Spektrometresi kullanılmıştır. Yapay hata içeren titanyum alaşımı bloklar son olarak ultrasonik muayeneye tabi tutulmuşlardır.Anahtar Kelimeler: Sert-alfa, Vakum Altında Sıcak Presleme.
Silisli sacların otomotiv sektöründe kullanımı ve araştırılması
Bu çalışmada silisli sacların tipleri, özellikleri, soğuk haddelenmesi, üretimi, genel hatlarıyla açıklanmış, özellikle üretimde ortaya çıkan enerji kayıpları, bu kayıpların en aza indirilmesi için yapılması gerekenler, manyetik özellik kalınlık ilişkisi incelenmiş olup bu çeliklerin otomotiv sektöründeki kullanımları ve elektrik motoru uygulamalarında gözlemlenen performans değişimleri ayrıntılı bir şekilde değerlendirilmiştir.Çalışma üç ana bölümden oluşmuştur. Birinci bölümde çelik sacların soğuk haddeleme prosesi incelenmiştir.İkinci bölümde elektrik çeliklerinin önemli bir grubu olan silisli çeliklerin üretim yöntemlerinden, tiplerinden, kullanım alanlarından, kimyasal bileşimlerinden, manyetik özelliklerinden ve bu özelliklerin nasıl geliştirilebildiğinden, ana hatlarıyla bahsedilmiştir. İkinci bölümün devamında, motor çeşitleri ve motor kayıplarından bahsedilmiştir.Üçüncü bölümde ise; deneysel çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmanın ilk aşamasında Ereğli Demir Çelik firmasından CCR-6112 tipi, Erdemir firmasından 6109 tipi ve MGE metal firmasından M400 tipi, elektrik motoru yapımına uygun laminasyon çelikleri alınmıştır. Bu malzemelerin kimyasal analizleri yapılmış olup, çeşitli metalografik işleme tabi tutulduktan sonra, mikro yapıları incelenmiştir. Bunlardan CCR-6112 tipi olan elektriksel çelik, mako elektrik firmasının seri üretiminde kullanmış olduğu çeliktir. Bu çelik ile üretilen elektrik motorunun performans eğrileri, silis içeriği yüksek olan diğer malzemelerle yapılan elektrik motorlarının performans eğrileri ile karşılaştırılmıştır. Çalışma, sonuçların değerlendirilmesi ve referansların tanıtılmasıyla sona ermiştir.Anahtar Kelimeler: Otomotiv, elektrik motoru, silisli saclar, performans değerlendirmesi
Statik elektrik makinelerinde farklı oranlarda silisyum içeren saclar kullanılarak makinenin performans parametrelerinin incelenmesi
Bu çalışmada metalurji ve malzeme mühendisliği ile elektrik mühendisliğinin uzmanlık alanlarından incelemeler yapılarak hem ekonomik hem de verim konularında önemli kayıplar görülen transformatör performansları incelenmiştir. Performansı etkileyen silisli saclar, üretim koşulları ve transformatör tipleri, transformatör çalışma şekilleri ve performans hesaplamaları analitik olarak incelenmiştir. Dört ana bölümden oluşan çalışmada tüm literatür bilgisi ve incelemeler kayıpların giderilmesini hedefleyerek ayrıntılı olarak açıklanmıştır.Birinci bölümde elektriksel çeliklerin üretim prosesleri, çeşitleri ve elektriksel özelliklerini incelememizde faydalı olacak temel elektriksel bazı kavramların tanımlamaları yapılmıştır. Özellikle genel tanımlamalardan sonra üretilen silisli saclardaki mikroyapı ve üretim koşullarına bağlı olarak ortaya çıkan elektriksel kayıplar açıklanmıştır.İkinci bölümde ise elektriksel kayıplarda asıl ele alacağımız statik elektrik makinası olan transformatörün yapısı, çalışma prensibi ve kullanım alanları hakkında genel bilgiler verilmiştir. Bu bölümde özellikle üretim, performans ve kullanım açısından bir fazlı transformatörler incelenmiştir.Üçüncü bölümde bir önceki bölümde anlatılan bir fazlı transformatörlerin genel özelliklerinin yanında deneysel kısımlardaki verim hesaplamalarında ihtiyaç duyacağımız analitik formüller ve hesaplama yöntemleri ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Analitik ifadelerin yoğunluğu dolayısıyla ve konunun anlaşılabilirliği açısından en basit analitik ifadeden en son elde ediceğimiz verim formülüne kadar tüm analitik ifadeler adım adım metalurjik faktörlerle irdelenerek açıklanmaya çalışılmıştır.Son bölüm olan dördüncü bölüm ise deneysel çalışmalara ayrılmıştır. Analitik ifadeleri ve genel özellikleri önceki bölümde anlatılmış olan üç farklı gerilim değerine sahip tranformatöre verim testleri uygulanmıştır ve transformatörde kullanılan sacın önemine değinilmiştir. Elektriksel kayıpların önlenmesi sonucu ülkemiz kazancı belgelerle açıklanmış ve çalışma referansların tanıtılmasıyla sona ermiştir.
Nikel-krom-molibden alaşımından, üç boyutlu gözenekli bir implant üretimi ve in-vivo şartlarda biyouyumunun araştırılması
Biyoloji ve tıp alanındaki tribolojik uygulamalar, hızla gelişen bir bilim dalı (biyomedikal triboloji) olmaktadır. Bu alanın temellerini şu anda triboloji mühendisliğinin temelleri oluştursa da, yakın bir zamanda geleneksel sınırların dışına çıkılması zorunlu görülmektedir. Biyomedikal tribolojik sistemler, biyolojik ortamlarda kompleks etkileşimler içerisinde çalışan sentetik malzemeler ile doğal dokuları kapsar.Bu çalışmada, diş kuronu imalatında sıklıkla kullanılan Ni-Cr-Mo alaşımı bir malzemenin poliüretan köpük model kullanılarak düzenli, açık gözenekli formda, hassas döküm yöntemi kullanılarak üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen numunelerin karakterizasyonu nu belirlemek amacıyla, numunelere yoğunluk ölçümü, basma testi, mikrosertlik ve metalografik incelemeler yapılmıştır. Üretilen numunelerin in vivo şartlarda denenmesi amacıyla, üretilen implantlar, çeşitli süreler için köpeklere implant edilmiş, süre sonunda, implantlar köpeklerden çevre doku ile beraber çıkarılmıştır. İmplant ve çevre dokuların patolojik incelemeleri yapılarak, implant malzemesinin biyouyumu araştırılmıştır.Çalışma sonunda; değişik gözenek boyutlarındaki poliüretan modellerin kullanımı ile gözenek boyutlarında kontrol edilebilirlik sağlanmıştır. Alaşımın dokularda herhangi bir patoloji, iltihap ve reaksiyon oluşturmadığı görülerek, biyouyumlu olduğu tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Hassas Döküm Yöntemi, Açık Gözenek, Ni Esaslı Alaşımlar, İmplant, Biyouyum
Kemikteki tutunma gücünü artırmak için geliştirilen vidaların ve ortamların biyomekanik karakterizasyonu
Plaka ? vida sistemleri; travma, skolyoz, spinal stenoz, tümör, enfeksiyon vb. sebeplerle ortaya çıkan spinal instabilitenin tedavisinde kullanılan en popüler araçlardır. Stabilize amacıyla takılan vidanın sıyrılma dayanımı birçok üretici ve cerrah tarafından üzerinde durulan en önemli noktalardan biridir.Bu çalışmada farklı tiplerde iki vida ve bunların uygulandığı iki farklı ortamın katı modeli oluşturulmuş ve biyomekanik analizleri sonlu elmanlar yöntemi kullanılarak çalışılmıştır.Elde edilen analiz sonuçları, biyomekanik deney sonuçları ile karşılaştırılmış ve uygunluğu tartışılmıştır.
Metalik implant malzeme yüzeylerinin elektropolimerizasyon yöntemi ile sentetik hidrojel polimerle kaplanarak biyouyumluluğun arttırılması
Bu çalışmanın amacı metalik implant malzeme olarak kullanılan 316L paslanmaz çeliğinin yüzeyini elektropolimerizasyon yöntemini kullanarak biyo-uyumlu poli (HEMA-GDMA) ile kaplayıp malzemenin biyolojik uyumluluğunu ve işlevselliğini geliştirmektir. Elektropolimerizasyon hücresinde, başlatıcı olarak (NH4)2S2O8 ve H2SO4, monomer olarak HEMA, çapraz bağlayıcı olarak GDMA, çalışma elektrotu olarak 316L paslanmaz çeliği, yardımcı elektrot olarak grafit elektrot ve referans olarak SCE (doymuş kalomel elektrot) kullanılmıştır. Ayrıca iletkenliği arttırmak amacı ile çözelti içerisine Na2SO4 ilave edilmiştir. Kaplamanın metal yüzeyine tutunmasını arttırmak için deney öncesinde kaplanacak olan numuneler yüzey hazırlama işlemlerine tabi tutulmuştur. Kaplamanın kalınlığı, homojenliği ve yüzeye yapışma özelliği kullanılan başlatıcı türüne ve uygulanan voltaj değerine bağlı olarak değişmektedir. Yapılan çalışmada bu parametreler optimize edilmeye çalışılmış ve değişik kalınlık ve yapışma özelliğine sahip kaplamalar elde edilmiştir Kaplama oluşumu ve yüzey morfolojisi optik mikroskop ve SEM ile incelenmiş ayrıca kaplamanın kimyasal karakterizasyonu FT-IR ve EDS ile tesbit edilmiştir. Yüzey pirofilometresi cihazından yararlanılarak kaplamaların pürüzlülük değerleri ve kalınlığı tespit edilmiştir.
Bor içerikli nanomalzeme üretim olanaklarının araştırılması
Günümüzde yaygın kullanım alanına sahip olan bor bileşikleri yüzyıla damgasını vuracak değerde olup, en büyük bor kaynaklarına sahip olan ülkemiz için çok büyük önem arz etmektedir. Bu kaynakların etkin bir şekilde değerlendirilerek yüksek katma değerli bor ürünlerinin üretilmesi Türkiye'nin refahı ve geleceğimiz için çok önemlidir. Üretim teknolojileri geliştirilen başlıca bor bileşikleri bor karbür, bor nitrür, bor hidrür, bor alaşımları ve alumina borattır. Bor karbür nanofiberler ekstra sertlik, hafiflik, yüksek elastik modülü ve nötron yakalama kapasitesi gibi özelliklerinden dolayı balistik uygulamalarda ve nükleer santrallerde, alumina borat nanofiberler ise yüksek ergime sıcaklığı, düşük yoğunluk, düşük ısıl genleşme katsayısı ve sürünme direnci gibi özelliklerinden dolayı kompozitlerde ve elektronik seramiklerde geniş bir uygulama alanı bulmaktadır. Bu çalışmada bor karbür ve alumina borat nanofiberler elektro-eğirme veya nanokalıp yöntemi ile üretilmeye çalışılmıştır.Elektro-eğirme yöntemi ile bor karbür nanofiber üretmek için iki farklı yöntem izlenmiştir. Birinci yöntemde borik asit, bor isopropoksit ve borane 1,2-bis(tert-butylthio)ethane kompleks başlangıç malzemeleri kullanılarak hazırlanan çözeltilerden elektro-eğirme yöntemi ile fiberler üretilmiştir. Fiber üretimi sırasında çözelti akış hızı, uygulanan gerilim ve altlık ile iğne ucu arasındaki mesafe gibi elektro-eğirme parametrelerinin fiber yapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İkinci yöntemde, poliakrilonitril/dimetilformamit çözeltisinden üretilen PAN nanofiberler nanokalıp ve karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. Alumina borat nanofiber üretiminde başlangıç malzemesi olarak aluminyum katkılı borik asit veya aluminyum nitrat/borik asit kullanılmıştır. Üretim sırasında viskozitenin fiber yapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Gerekli faz dönüşümlerini sağlamak üzere fiberlere ısıl işlem uygulanmıştır. Çözelti hazırlama, elektro-eğirme, ısıl işlem öncesi ve sonrası gibi fiber üretiminin tüm aşamalarında gerekli karakterizasyon işlemleri yapılmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda birinci yöntemle üretilen fiberlerde kısmen faz dönüşümleri gerçekleştirilmiş ancak fiber yapısı korunamamıştır, nanokalıp yöntemi ile borkarbür/karbon nanofiber üretimi gerçekleştirilmiştir. Diğer taraftan aluminyum katkılı borik asit veya aluminyum nitrat/borik asit başlangıç malzemeleri kullanılarak yapılan çalışmalarda alumina borat nanofiberler başarılı bir şekilde üretilmiştir.
İmalat çeliğinin nitrit iyonu ve Yaban mersini içeren zayıf asidik ortamlardaki korozyon davranışları
ÖZKapalı su çevrim sistemleri endüstriyel ve ticari pek çok uygulamada ısı transferi için kullanılmaktadır. Bu sistemlerin korozyona uğraması ve korozyon ürünlerinin akışı engellemesi ısı transfer etkinliğini azaltmaktadır. Kapalı su sistemlerini korozyona karşı korumak için inhibitörler çok yaygın olarak kullanılırlar. Kromatlar, molibdatlar ve nitritler gibi inorganik inhibitörler tesisat metallerini korumak için kullanılırlar. Ancak bu inhibitörler pahalı olmalarının yanısıra çevreye zararlıdırlar. Son yıllarda araştırmalar ağır metaller ya da diğer toksik bileşikleri yapısında bulundurmayan çevrede kolaylıkla ayrışabilen yeşil inhibitörler üzerine yoğunlaşmıştır. Aminler, taninler gibi bitki ürünleri çevre dostu yeşil inhibitörlerin temel kaynaklarıdır.Bu çalışmanın amacı doğal olarak bulunan ekonomik ve çevre dostu Yaban Mersini ekstresi ile nitrit esaslı inorganik inhibitörlerin karışımları yapılarak inorganik inhibitör miktarının çevre için tolere edilebilir miktarlara azaltılmasıdır. Bu çalışmada nitrit bazlı inorganik inhibitör Teknophos (TP), Yaban Mersini (VM) ve karışımlarının imalat çeliğinin korozyon davranışları üzerindeki etkileri Tafel ekstrapolasyon yöntemiyle araştırılmıştır. Farklı inhibitör karışımları için sinerji etkinlikleri hesaplanmıştır. İnhibitör ilaveli ve ilavesiz durumlarda korozyon sisteminin korozyon karakteristiği kinetik ve termodinamik parametrelerle belirlenmiştir. Farklı adsorplanma izotermleri ile TP ve VM karışımlarının imalat çeliği yüzeyine adsorplanma davranışları test edilmiştir.Anahtar Sözcükler: Korozyon inhibitörleri, yaban mersini, Tafel ekstrapolasyon, sinerji etkisi