Mechanical properties
193 theses under this subject heading
Polimer matrisli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, kırpılmış cam, karbon ve aramid elyaf takviyeli polipropilen, polietilen, poliamid 6 ve poliamid 12 kompozitlerinin mekanik özelliklerinin değerlendirmesi yapılmıştır. Aynı imalat yöntemi ve koşulları altında kompozit elemanların hacimsel oranları değiştirilerek kompozitlerde varyasyonlar elde edilmiştir. Takviye ve matris malzemeleri ekstrüzyon yöntemiyle karıştırıldıktan sonra pres kalıplama tekniği ile kompozit malzemeler plaka şeklinde üretilmiştir. Daha sonra üretilen kompozitlerin çekme, 3 nokta eğilme, düşme ağırlık ve sertlik testleri gerçekleştirilmiş ve kırık yüzeylerin yüzey morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Daha sonra her bir değişkenin (elyaf ve matris tipi, elyaf katkı içeriği) test sonuçları üzerindeki etkinliğini gözlemlemek için S/N değerleri kullanılarak ANOVA analizi ve F-Testi gerçekleştirilmiştir. Hesaplanan F değerleri, kritik F değerlerinden daha büyük olduğu görülmüştür. Hedeflenen %95 güven seviyesini sağlanmıştır. Elde edilen deneysel verileri en küçük kareler optimizasyon yöntemiyle matematiksel model geliştirilmiştir. Son olarak deney sonuçlarına göre en uygun karışımın mekanik özellikleri kullanılarak, doğalgaz altyapısında kullanılan PE125 borunun sonlu elemanlar metodu ile numerik analizi yapılmıştır.
Investigation of self-compacting geopolymer concrete at elevated temperature
This research investigates the effect of high temperature on self-compacted geopolymer concrete (SGPC) that is prepared by using fly ash (FA) as binder material with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2 So3) as the alkaline activator. On the other hand, this research is studying the effect of different concentrations of NaOH (12M,14M,16M) on fresh characteristics, mechanical properties, and fire resistance of SGPC. So, in this study three mixes were designed and cured a room temperature. The SGPC specimens were exposed to five levels of temperature (room temperature, 200 0C, 400 0C, 600 0C, and 800 0C) for 1.5 hours, after 28 days of curing at room temperature. Mechanical properties of SGPC were investigated such as compressive strength, modulus of rupture, and split tensile strength. Fresh properties of SGPC were Also investigated such as slump test, L-box test, V- funnel test. the results are found that the increase of the molarity has an adverse effect on the fresh properties of the SGPC. While the mechanical properties of the SGPC are enhanced by increasing the molarity. Additionally, all mixes are showed good fire resistance. But, the mix with 16 M is showed better fire endurance. Where the increase in the molarity increases the fire resistance of SGPC.
Farklı geçici restorasyon materyallerinin mekanik özelliklerinin ve renk stabilitelerinin karşılaştırılması
Geçici restorasyonlar kullanıldığı süre içinde çiğneme kuvvetlerine karşı koyabilecek mekanik dayanıklılığa sahip olmalı, pulpa ve periyodonsiyumu korumalı, dişi stabilize etmeli ve renk değişikliğine uğramamalıdır. Bu çalışmada farklı üretim teknikleriyle 4 farklı materyalden üretilen örneklerin kırılma dayanımı, yüzey sertlikleri ve renk stabiliteleri incelenmiştir. Çalışmada Tempo CAD eksiltmeli üretim, Curo Temp eklemeli üretim teknikleri ile otopolimerizan Dentalon Plus ve Prevision Temp direk yöntemle kullanılan materyaller incelenmiştir. Kırılma dayanımı testi için kron örnekler (n=10) ve yüzey sertliği ve renk stabilitesi testleri için de 10 mm x 2 mm disk örnekler (n=10) üretilmiştir. Kron örneklere üniversal test makinesi kullanılarak kırılana kadar kuvvet uygulanmıştır. Disk örneklerden ise yüzey sertliği ölçümlerinden sonra ilk renk ölçümleri yapılarak kaydedilmiştir (L1, a1, b1). Tüm disk örnekler 1000 siklus kahve termal siklusuna (bekleme süresi 30 saniye, transfer süresi 5 saniye) tabi tutulmuştur. Kahve termal siklusundan sonra ise yine yüzey sertliği ölçümleri yapıldıktan sonra örneklerin renk ölçümleri (L2, a2, b2) yapılarak değerler kaydedilmiştir. Renk farkı hesaplamasında ΔE00 ve ΔEab renk farkı formülleri kullanılarak hesaplama yapılmıştır. Değişkenlerin dağılımı Kolmogorov Smirnov testi ile ölçülerek nicel bağımsız verilerin analizinde tek yönlü varyans analizi (ANOVA), Tukey, Kruskal-wallis, Mann-Whitney U testleri kullanılmıştır. Bağımlı nicel verilerin analizinde eşleştirilmiş örneklem t testi kullanılmıştır. Analizlerde SPSS 27.0 programı kullanılarak yapılmış ve p<.05 olarak alınmıştır. Kırılma dayanımı sonuçları ortalama 312.6 N ve 936.8 N değerleri arasında bulunmuştur. En dayanıklı materyaller Tempo CAD ve Curo Temp materyalleri olarak bulunmuştur. Termal siklus öncesi ve sonrası yüzey sertliği sonuçlarında ise Tempo CAD materyali en stabil materyal olarak bulunmuştur. Dentalon Plus ve Tempo CAD materyallerinin renk stabiliteleri yüksek bulunurken Curo Temp ve Prevision Temp materyallerinin renk stabiliteleri düşük bulunmuştur.
Structural, physical, and mechanical properties of the (Cu-nano MgO) system by powder metallurgy method
The aim of this study was to prepare copper and MgO composites using powder metallurgy technique and to test the effect of nano MgO content on the structural, physical and mechanical properties of the composites. MgO was annealed in different percentages (2, 4, 6, 8, 10)% with copper percentages (98, 96, 94, 92, 90)%. The powders used were dried at 200 °C for one hour and after grinding and mixing for 2 hours, the samples were pressed and then thermally sintered in an oven at 900 °C for two hours. The results of the present study showed that copper can be strengthened using magnesium nanoparticles. Cu is a material that softens at high temperatures. By adding MgO to copper, it was observed that the material showed a different property and its hardness increased. Necessary tests such as apparent density, apparent density, microstructure, Vickers hardness, absolute porosity, EDS, water absorption, thermal conductivity, compressive strength and wear rate were performed. In addition, SEM (Scanning Electron Microscope) and XRD (X-Ray Diffraction) analyses were performed to find the structure of the material used.
Camların sol-jel yöntemi ile yansıtıcı TiO2 kaplanması
Cam, ışığı geçirir, pek çok kimyasal etkiye ve hava şartlarına dayanıklıdır. Cam günümüz üretim endüstrisinde çok önemli bir malzemedir. Otomotiv endüstrisinde, ambalaj ve mimari uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı; farklı TİO2 kaynaklan kullanılarak hazırlanan ve sol-jel yöntemi ile yapılan kaplamaların; optik, mekanik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesidir. Bu işlem için Ti-isopropoksit ve Ti-butoksit kullanılarak iki çözelti hazırlanmıştır. Bu iki çözelti ile değişik çekme hızlan denenerek daldırma yöntemi ile kaplama yapılmıştır. Ayrıca birer hafta ara ile yaşlandırılan çözeltiler ayrı ayrı camlara kaplanmıştır. Kaplanan camlar 400°C ve 500°C sıcaklıklarda sinterlendikten sonra optik özellikleri karşılaştırılmıştır. Mekanik ve fiziksel test uygulanan camların yansıtma ve geçirgenlik değerlerine bakılmıştır. Çözeltilerden elde edilen jellerin X- ışını analizi ile her sıcaklık değeri için içerdiği fazlar incelenmiştir. Ti-isopropoksit ile yapılan kaplamaların yansıtma değeri %20-30 arasında bulunmuştur. IROX® ürünlerinde bu değerin %30 civarında olduğu bilindiğine göre; Ti-isopropoksit çözeltisinin yansıtıcı kaplama yapabilmek için uygun olduğu söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Sol-jel, cam, yansıtma, IROX®, optik, mekanik ve fiziksel özellikler.
32CrMoV12-10 çeliğine uygulanan farklı ısıl işlem koşullarının mekanik özelliklere ve nitrürlemeye etkisinin incelenmesi
32CrMoV12-10 çeliği sanayide dayanım ve tokluğun önemli olduğu uygulamalarda sıkça kullanılan bir malzeme olup silah namluları, dişliler ve rulmanların imalatında kullanılmaktadırlar. Bu malzemelerden parça üretiminde çoğunlukla ıslah ve yüzey sertleştirme (nitrürleme) ısıl işlemleri uygulanması önem arz etmektedir. Üretilen parçaların çalışma ömürlerinin uzun ve verimli olmaları için ısıl işlem koşullarının uygun bir şekilde belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada kullanılacak olan 32CrMoV12-10 çeliği ticari olarak temin edilip farklı koşullarda ısıl işleme tabi tutuldu. Üç farklı ısıl işlem sıcaklığı, üç farklı ısıl işlem süresi ve üç farklı soğutma sıvısı kullanıldı. Bu değişkenlerin malzemenin mekanik özellikleri üzerindeki etkisi incelendi. TOPSIS (İdeal Çözümlere Yakınlık Yoluyla Tercihlerin Sıralanması Tekniği) ile Taguchi Yöntemi kullanılarak ürün kalitesinin iyileştirilmesi amaçlanıp numune hazırlama, Isıl İşlem ve Soğutma işlemi takip edilerek, deneylerden alınan; darbe çentik, sertlik ve çekme testlerinde numuneler gerekli aralıklarda bulunmuştur. Bulunan sonuçlardan en optimum değerleri veren numunenin ısıl işleminin nitrasyon derinliğine etkisi incelendi. Nitrasyon derinliğinin microvickers cihazında ölçümünden sonra yeterli düzeyde olduğu anlaşılmış ve çalışma sonlandırılmıştır.
Çankırı alüvyonlarının fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmanın amacı, Çankırı ili Merkez ilçesinde yer alan dayanımı düşük ve üzerine yapılacak yapılar için risk oluşturabilecek alüvyal zeminlerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin tespit edilmesidir. Çalışma sırasında, gelecekte bu zemin türü üzerine yapılacak herhangi bir yapı inşası öncesi yapılması gereken zemin güçlendirme çalışmalarına öncülük etmesi ve uygun alanların belirlenmesi amacıyla Çankırı Belediyesi'nden temin edilen inceleme alanında yapılmış olan saha çalışmaları ve laboratuvar çalışmaları kullanılmıştır. İnceleme alanında 21 adet ada/parsele ait her biri ortalama 10-13 metre derinliklerde yapılmış 56 tane sondaj çalışmasına ulaşılmıştır. Çalışma sırasında, uluslararası standartlara göre yapılan Standart Penetrasyon Deneyi sonucu ve sondajlardan alınmış örselenmiş ve örselenmemiş numuneler üzerinde yapılan laboratuvar deney sonuçları kullanılmıştır. İnceleme alanına ait fiziksel ve mekanik özellikler sırasıyla şu şekildedir. Çankırı Merkeze ait zeminin yaklaşık %60.5'ini ince birimler (kil ve silt), %28'ini kum ve %11.5'ini çakıl oluşturmaktadır. γ_n değeri Çankırı Merkez için ortalama minimum ve maksimum ꙋn değerleri sırasıyla 17.2 kN/m2 ve 18.8 kN/m2 olarak belirlenmiştir. Ardından belirtilecek olan parametre değerleri Buğdaypazarı ve Abdülhalik Mahalleleri olarak sırasıyla belirtilmiştir. Efektif kayma direnci açısı ve kayma direnci açısı her iki mahalle de birbirine çok yakın değerlerde bulunmuş olup 30˚ ve 33.4˚, drenajsız elastisite modülü değerleri 21.4 MN/m2 ve 30 MN/m2 olup drenajlı elastisite modülü değerleri 13.6 MN/m2 ve 20 MN/m2, drenajsız kayma dayanımı 43.8 kPa ve 52.2 kPa ve hacimsel sıkışma katsayıları ise 0.18 MPa ve 0.14 MPa olarak belirlenmiştir.
Yüksek fırın curufunun betonun mekanik özelliklerine etkisi
ÖZET Beton, yapı mühendisliğinde 20. yüzyılın en önemli yapı malzemesidir. Betonun bağlayıcı fazını oluşturan çimento, betonun bileşenleri içinde özellikleri ve ekonomik değeri bakımından özel öneme sahiptir. Çimentonun yerini alan veya özelliklerine katkı sağlayan doğal veya endüstri atığı puzolan maddeler 19. yüzyılın ikinci yarısından itibaren beton üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çünkü, yeryüzündeki doğal kaynakların verimli ve geri dönüşümlü kullanılması, gelişmiş ekonomilerin önemli sorunlarından biridir. Bu sorunun çözümü için doğal çevrenin kirlenmesine ve tahribine neden olan endüstriyel atıkların depolanması ve geri kazanımı ile ilgili pek çok çalışma yapılmaktadır. Demir-çelik endüstrisinin atığı olan yüksek firm cürufunun (YFC) depolanması, miktarının çok fazla olması nedeni ile özel önem taşımaktadır. Bu atığın yapı sektöründe kullanılması, depolama sorununa kalıcı çözüm olmakta, çimento hammaddesinin ve/veya çimentonun yerini aldığı için üretimde ekonomi sağlamaktadır. Yapılan deneysel çalışmada, İskenderun Demir-çelik fabrikasının atığı olan YFC'nun betonun mekanik özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Çimento ağırlığının %30'u ve %60'ı oranlarında YFC, betona üretim aşamasında çimento ile yerdeğiştirmeli (3R, 6R) ve ilaveli (3A, 6A) olarak katılmış, taze betonun işlenebilmesi ve sertleşmiş betonun 7., 28., 90., 180. ve 300. günlerdeki mekanik özellikleri araştırılmış, bu özellikler YFC katılmamış şahit grup ile karşılaştınlmıştır. Toplam 225 adet 10/20 silindir numuneden 75 tanesinde tek eksenli basınç deneyi yapılmış, bu deneyde basınç dayanımından başka ölçülen ve kaydedilen verilerden, gerilme-şekil değiştirme ilişkisi, bu ilişkiden de statik elastisite modülü belirlenmiştir. Diğer numunelerden 75 tanesinde yarma deneyi, 75 tanesinde de çekip çıkarma deneyi yapılmış, yarma dayanımı ve aderans dayanımı belirlenmiştir. Basmç ve yarma deneyi numunelerinde yapılan ultrases ölçümünden yararlanılarak dinamik elastisite modülü de belirlenmiştir. Betonun basmç dayanımı, elastisite modülü, yarma dayanımı ve aderans dayanımı bütün gruplarda zamanla artmıştır. Elastisite modülü, yarma dayanımı ve aderans dayanımı gibi mekanik özellikler, basmç dayanımı ile paralellik göstermiştir. %60 YFC ilaveli grubun işlenebilmesi ve mekanik özelliklerinin şahitten ve diğer gruplardan daha üstün olduğu, ince malzemeden yapılan azaltma ve dayanımdan sağlanan artış nedeni ile betonda kalite ve ekonomi sağladığı tespit edilmiştir. Anahtar Sözcükler: Beton, yüksek firm cürufu, basınç dayanımı, statik elastisite modülü, dinamik elastisite modülü. ıx
Poliakrilik kauçuğun eklemeli üretimi ve sensör uygulamalarının araştırılması
Eklemeli üretim, sağladığı avantajlardan dolayı kullanımı giderek artan bir üretim yöntemidir. Farklı teknikler ile metaller, seramikler, gıdalar ve termoplastikler yaygın olarak bu yöntemle üretilebilmektedir. Ancak kauçukların bu yöntemle üretimi sıvı silikon kauçuk ile sınırlıdır. Bu tez çalışmasında sıcaklık ile kürlenen kauçukların eklemeli üretimi ilk defa gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan poliakrilik hamurlar malzeme ekstrüzyonu temeline dayanan eklemeli üretim yöntemi ile 3B baskılanarak farklı dolgu desenlerinde numuneler üretilmiştir. Bunun için açık milde hazırlanan hamurların uçucu bir organik çözücüde çözeltileri hazırlanmış ve bir pompa ile basınç uygulanarak 3B yazıcı nozülüne beslenerek bir tabla üzerinde tasarlanan modelde baskılanmıştır. Sonrasında belli bir süre belli bir sıcaklıkta kürlenen numunelerin çapraz bağlanması gerçekleştirilerek 3B yazıcı ile baskılanmış çapraz bağlı kauçuk numuneler hazırlanmıştır. Üç farklı oranda çapraz bağlayıcı sistem içeren hamur kullanılmıştır. Her bir hamur türünden farklı strand açıları içeren 4 farklı dolgu modeli kullanılarak numuneler üretilmiştir. Ayrıca geleneksel üretim yöntemleriyle karşılaştırmak amacıyla her bir hamurdan çözeltiden dökme yöntemi ile de numuneler üretilmiştir. Numunelerin çapraz bağlanma yoğunlukları Flory-Rehner eşitliği ile belirlenmiş, elektriksel dirençleri ölçülmüş ve çekme testleri ile mekanik özellikleri incelenmiştir. Son olarak ise yükleme-boşaltma çevrimleri ile farklı gerinim hızlarında ve gerinim oranlarında elekTriksel direnç değişim (ΔR/R0) değerleri ölçülerek piezorezistif performansları belirlenmiş ve Gauge faktör (GF) değerleri hesaplanarak gerinim sensörü olarak kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan dolgu tipinin çapraz bağlanma yoğunluğu üzerine bir etkisinin olmadığı, ancak hamur türüne bağlı olarak değişiklik gösterdiği anlaşılmıştır. Çapraz bağlayıcı oranı arttıkça çapraz bağlanma yoğunluğunun da arttığı görülmüştür. Elektriksel direnç değerlerinin çapraz bağlanma yoğunluğuna ve dolgu tipine göre değişiklikler gösterdiği tespit edilmiştir. Çapraz bağlanma yoğunluğu arttıkça direnç değerlerinin azaldığı, 45°/45° strand açısına sahip dolgu deseninin en yüksek direnç değerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Çapraz bağlanma yoğunluğu arttıkça çekme dayanımı ve elastik modül değerlerinin arttığı, kopma uzamalarının ise azaldığı görülmüştür. 45°/45° strand açısına sahip dolgu deseninin en düşük çekme dayanımı ve kopma uzaması gösterdiği görülmüştür. Yükleme-boşaltma çevrim testlerinden elde edilen mekanik sonuçlardan, çapraz bağlanma yoğunluğu arttıkça histerezis değerlerinin arttığı tespit edilirken, dolgu desenlerinin ve gerinim hızlarının da histerezis üzerine etkilerinin olduğu tespit edilmiştir. Yükleme-boşaltma testlerinden, GF değerleri üzerine dolgu tipi, gerinim hızı ve gerinim oranının etkisi olduğu görülmüştür. En yüksek GF değeri en düşük çapraz bağlanma yoğunluğunda, 45°/45° strand açısıyla üretilen numunede ε=0,2 ve έ=10/dk parametreleri ile 26558 olarak hesaplanmıştır. Bu numunenin gerinime karşı direnç değişimlerinin yüksek hassasiyete ve tekrarlanabilirliğe sahip olduğu anlaşılmış ve bir çok teknolojik uygulamada gerinim sensörü olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Sürtünme karıştırma prosesinin otomotivde kullanılan çelik saclara uygulanbilirliğinin araştırılması: deformasyon davranışı, içyapısal ve mekanik özellikler
Günümüzde her geçen gün gelişen çevre bilinci ve sürdürülebilirlik anlayışı, otomobil üreticilerini daha az yakıt tüketen taşıtlar geliştirmeye yöneltmektedir. Bu amaç doğrultusunda modern otomobil şaselerinde bulunan yapısal elemanların hem olabildiğince hafifletilmesi hem de mekanik performanstan ödün verilmemesi hedeflenmektedir. Bu hedefe, mukavemet, süneklik ve tokluk değerleri yüksek malzemelerin kullanılması ile ulaşılabilir. Bu kapsamda çelik üreticileri tarafından geliştirilen yeni nesil yüksek mukavemetli çelikler (Advanced High Strength Steels, AHSS) otomotiv endüstrisinin sık kullandığı malzemeler arasında yerini almıştır. Bu çeliklerin özgül mukavemet değerleri geleneksel otomotiv çeliklerinden daha yüksek olduğundan, gövde ve taşıyıcı parçaların ağırlıklarını azaltmada etkili çözümler sunmaktadır. Diğer taraftan, modern otomobillerden beklenen performans ve güvenlik beklentilerinin de giderek artması AHSS'lerin de belli oranda yetersiz kalmasına neden olmaktadır. Bu durum, söz konusu çeliklerin yenilikçi yaklaşımlar ile proses edilmesini gerektirmektedir. Bu tez çalışmasında son yıllarda otomotiv endüstrisinde sıklıkla kullanılmakta olan yapısal çelik saclardan DP 600 ve TRIP 780'e sürtünme karıştırma prosesi (SKP) uygulandı. Uygulanan prosesin yapısal özellikler ile statik ve çevrimsel yüklemeler altındaki deformasyon davranışları üzerindeki etkileri incelendi. Yapısal incelemeler kapsamında, SKP işleminin uygulanması sırasında meydana gelen termo-mekanik etkilerin oluşturduğu deformasyon bölgelerinde ortaya çıkan faz dönüşümleri, tane incelme mekanizması, malzeme akışına ait temel özellikler değerlendirildi. Söz konusu değişimlerin mekanik özellikler üzerindeki etkilerinin incelenmesi için sertlik ölçümleri gerçekleştirildi. SKP'nin deformasyon ve pekleşme davranışları ile mukavemet-süneklik özellikleri üzerindeki etkileri oda sıcaklığında çekme deneyleri ile belirlendi. SKP uygulanmış durumdaki çeliklerin çevrimsel yüklemeler altında çatlak oluşturma ve çatlak ilerleme davranışlarının belirlenmesinde ise yorulma deneylerinden yararlanıldı. Yapılan çalışmalar sonucunda SKP'nin DP 600 ve TRIP 780 çeliklerine uygulanmasında makro anlamda bir malzeme hasarına, çatlama ya da deformasyon süreksizliklerine rastlanılmadı. SKP sonrasında incelenenen çeliklerin yapısal ve mekanik özelliklerinde önemli değişimler ortaya çıktı. DP 600 çeliğinin SKP öncesinde 178 Hv seviyelerinde olan sertlik değerinin işlem sonrasında 315 Hv seviyelerine kadar yükseldiği görüldü. TRIP 780 çeliğinde ise işlem öncesinde 250 Hv seviyelerinde olan sertlik değeri SKP ile önemli oranda artarak, 490 Hv seviyelerine ulaştı. DP 600 ve TRIP 780 çeliklerinin mukavemetleri uygulanan SKP sonrasında önemli oranda artış gösterdi. Elde edilen bu mukavemet artışı süneklik özelliklerinde kabul edilebilir seviyede bir azalma ile birlikte elde edildi. İşlem öncesi durumdaki DP 600 çeliğinin 300 MPa seviyelerinde akma dayanımına sahip olduğu ve akma sonrasında % 21 uniform uzama sergileyerek, yaklaşık 620 MPa'lık çekme mukavemetine ulaştığı ve % 34 kopma uzamasına sahip olduğu belirlendi. SKP işlemleri sonrasında akma dayanımının 811 MPa, çekme dayanımının ise 1053 MPa seviyelerine ulaştığı gözlemlendi. Söz konusu çeliğin SKP aonrasında sergilediği uniform uzama ve kopma uzaması değerlerinin sırasıyla % 6,3 ve % 13,0 SKP işlemlerinin TRIP 780 çeliğinin mekanik özellikleri üzerindeki etkileri DP 600 çeliğine benzer nitelikte ortaya çıktı. SKP sonrasında işlem öncesi durumdaki 420 MPa ve 820 MPa seviyelerinde olan akma ve çekme dayanımı, önemli oranda artış sergileyerek sırasıyla 1120 MPa ve 1470 MPa seviyelerine ulaştı. Proses sonrasında mukavemet değerlerinde elde edilen bu artış, süneklik özeliklerinin belli oranda azalmasına neden oldu. İşlem öncesi durumda % 24 ve % 36 değerlerini alan uniform uzama ve kopma uzaması değerlerinin SKP sonrasında belli oranda azalarak sırasıyla % 10,1 ve % 21,8 değerlerini aldığı tespit edildi. Proses sonrasında DP 600 ve TRIP 780 çeliklerinin statik mukavemet değerlerinde sağlanan belirgin artışlar, yorulma davranışları ve yorulma limitleri üzerinde de olumlu etkilere neden oldu. Yapılan yorulma deneyleri sonucunda DP 600 çeliğinin işlem öncesi durumda 350 MPa sevilerinde olan yorulma limitinin uygulanan SKP işlemleri sonrasında 480 MPa seviyelerine ulaştığı belirlendi. Uygulanan farklı çevrimsel gerilme değerleri altında meydana gelen kırılma yüzeylerinin SEM incelemelerinden, SKP öncesi ve sonrasındaki çatlak ilerleme ve ani kopma bölgelerine ait morfolojik özelliklerde belirgin bir değişim ortaya çıkmadığı anlaşıldı. TRIP 780 çeliğine uygulanan SKP işlemleri sonrasında ise, söz konusu malzemenin işlem öncesi durumda sahip olduğu 420 MPa'lık yorulma limitinin az da olsa azalma sergileyerek 320 MPa değerini aldığı görüldü. Bu durum, TRIP çeliklerinin önemli bir yapısal özelliği olan plastik deformasyonla tetiklenen kalıntı ostenit-martenzit dönüşümünün SKP işlemleri sırasında büyük oranda tamamlanmasıyla meydana gelen martenzitik yapının sahip olduğu yüksek çatlak oluşturma/ilerletme yatkınlığına bağlı olarak açıklandı. Tez çalışması kapsamında elde edilen deneysel sonuçlar, sürtünme karıştırma prosesinin otomotivde kullanılan yüksek mukavemetli çelik sacların mekanik performansını etkin şekilde iyileştiren, kolay uygulanabilir ve düşük maaliyetli bir proses metodu olduğunu göstermektedir.
Akrilonitril bütadien kaplı polyester eldivenlerin mekanik ve antibakteriyel özelliklerinin araştırılması
Bakteri ve virüslere gün içerisinde birçok kez maruz kalınabilinmektedir. Bu etkileşimi en aza indirgemenin yolu ise gerekli tedbirleri almaktan geçmektedir. Kişisel hijyenin yanı sıra, maske, eldiven ve dezenfektan kullanımı da önemli bir rol oynamaktadır. Maske, solunum enfeksiyonunu düşürürken, temas ile bulaşın ilişkisi ise oldukça fazladır. Mikroorganizmaların temas yoluyla geçmesini engellemek için genellikle tek kullanımlık eldivenler kullanılmaktadır. Eldivenlerin ergonomik olması, koruyucu olması ve hissiyatının iyi olması sebebiyle tercih edilmesinin yanında pandemi derecesine gelen bulaşıcı hastalıklarda eldiven kullanımı artmakta, günlük hayatta dahi insanların tercihi olmaktadır. Üretimi sınırlı olan bu eldivenlerin talebin artması durumunda, sağlık çalışanları için ihtiyaçlarının karşılanmasını zor hale getirir. Tek kullanımlık eldivenler, uzun süre kullanımda ellerin hava almasını engeller ve terlemesine sebep olur. Bu sebeple gün boyunca kullanılması zordur. Büyük bir çoğunluğunu doğal lateks hammaddesi kullanılarak üretilen eldivenler, yüksek oranda alerjik tepkilere de yol açar. Özellikle tek kullanımlık olması, geri dönüşümünün mümkün olmaması, atık sorununu da yanında getirir. Tekrar kullanılabilir eldivenlerin ihtiyaç haline gelmesi bu konu üzerine yapılan çalışmaların önemini göstermektedir. Bu eldivenler bir hijyen sorunu oluşmasına sebep olabileceklerinden dolayı, bu çalışmada antibakteriyel kaplama yapılması hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında, uygulama alanı olarak özellikle hastanelerde temizlik görevlileri için, pandemi günlük kullanım için veya boyahane gibi boya işlerinde kullanılması üzerine yıkanabilir antibakteriyel akrilonitril bütadien kauçuk kaplamalı eldivenlerin üretilmesi, mekanik ve antibakteriyel özelliklerinin araştırılması planlanmıştır. Alternatif olarak, bu eldivenlerin kullanıldığı sağlık sektörü hariç diğer alanlarda kullanılmasının avantaj sağlayacağı, yıkanabilirliği olan ve birden daha fazla kullanılabilirliği olan akrilonitril bütadien kauçuk kaplamalı polyester eldivenlerin üretimi ve dayanım özellikleri incelenecektir. Hedeflenen çalışmanın öncelikli amacı, EN 388 "Eldivenlerin Mekanik Özellikleri" ve ISO 20743 "Tekstil-Antibakteriyel Bitmiş Ürünlerin Antibakteriyel Aktivitesinin Belirlenmesi" Standartları çerçevesinde kullanıma uygun değerleri karşılaması, ergonomik ve dayanıklı olmasıdır. Özellikle uzun süre kullanılacağı düşünüldüğünde alerjik reaksiyon vermemesi açısından kükürt, çinko dietil ditiyokarbamat (ZDEC) ve çinko 2-merkaptobenzotiazol (ZMBT) gibi vulkanizasyon hızlandırıcıları kullanılmamıştır. Çapraz bağlanma olarak iyonik bağlanma seçilmiş ve farklı oranlarda çinko oksit kullanılarak aşınma değerlerine ve ergonomiye etkisi incelenmiştir. Ayrıca, yıkamaya karşı gösterilen direnç ve antibakteriyel kalıcılık araştırılmıştır. Farklı oranlarda çinko oksit (0.5, 1.0, 1.5, 2.0 ve 2.5 phr) kullanılarak aşınma dayanımı ve ergonomi olarak optimizasyon yapılmıştır. Yapılan bu optimizasyon da uygun değer seçilerek kaplanan eldivenler, 5 ardışık yıkamaya tabi tutulmuştur ve her yıkama sonrası istenilen standart değerlerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Yapıya eklenen çinko oksitin oluşturduğu iyonik bağlanma neticesinde eldivenin aşınmaya olumlu etkisi görülmüştür. Yıkamanın, eldivenin mekaniksel özelliklerine olan olumsuz etkisi de incelenmiştir. Kullanılan gümüş nitrat çözeltisinin 5 yıkama sonrasında eldivenlerin anti bakteriyel etkisini koruduğu görülmüştür. Mikroyapı analiz sonuçlarıda 5 yıkama sonrasında bu antibakteriyel etkinin korunduğunu desteklemektedir.
Polimer esaslı kompozit malzemelerin eklemeli imalat ile üretilerek özelliklerinin geliştirilmesi
Yüksek mukavemet, yüksek darbe dayanımı ve düşük yoğunluğun önem arz ettiği günümüz mühendislik malzemelerinde sandviç kompozit yapılar oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Gelişen üç boyutlu yazıcı teknolojisi özellikle karmaşık şekilli mühendislik malzemelerinin üretiminde zor ve uzun proses basamaklarına sahip geleneksel üretim yöntemlerinin yerini almaya başlamışlardır. Yapılan bu tez çalışmasında ticari akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve ticari polikarbornat akrilonitril bütadien stiren alev geciktirici (PC/ABS) filamentleri ile düz plaka numuneler FDM yazıcıda basılmış olup mekanik özellikleri incelenmiştir. Elde edilen çekme testi sonucuna göre ABS ve PC/ABS malzemelerine ait maksimum gerilmenin sırasıyla 27,79 MPa ve 29,09 MPa olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Darbe testi sonuçlarına göre ABS ve PC/ABS malzemelerine ait absorbe edilen enerji sırasıyla % 17,69 ve %32,70 olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Elde edilen verilere göre kompozit yapının darbe dayanımının ve absorbe ettiği enerjinin daha yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ticari olarak temin edilen ABS ve PC/ABS filamentlerinin mekanik özelliklerine kıyasla elde edilen sandviç numunelerin mekanik özelliklerinin daha düşük olduğu sonucu elde edilmiş olup yazıcı parametrelerinin mekanik özelliklere etkisinin olacağı öngörülmüştür. Üç boyutlu yazıcıların kullanım alanlarının artmasıyla negatif Poisson oranına sahip malzemeler üzerine de çalışmalar arttığı bilinmektedir. Malzemelerin karakteristik özelliklerinin belirlenmesinde etken olan Poisson oranı genelde 0,3 civarındadır. Negatif Poisson oranına sahip öksetik yapıların pozitif Poisson oranına sahip malzemelere kıyasla daha yüksek enerji sönümleme gibi mekanik özelliklere sahip olduğu bilinmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında aynı zamanda ABS ve PC/ABS malzemelerden elde edilen geleneksel balpeteği çekirdek yapı sandviç kompozit yapı ile öksetik yapıya sahip çift ok kafa ve tetrachiral çekirdek geometrilerine sahip basma ve darbe test numuneleri FDM ile üretilerek mekanik özellikleri incelemeyi amaçlamıştır. Tetrakiral geometrik yapının hem ABS hem de PC/ABS kompozit sandviç numuneler için sırasıyla 3106,23 N ve 3312,70 N'luk maksimum kuvvete ulaştıkları görülmüştür.
Hava sürükleyici katkı içeren harçlarda kolemanit ve lif takviyesinin mekanik ve yüksek sıcaklık özelliklerine etkisi
Betonda kullanılan çimentonun üretiminden kaynaklanan karbondioksit salınımı oldukça fazladır. Çevreye zarar veren çimentoya alternatif bağlayıcı bir malzeme kullanılması fikri gün geçtikçe önemli bir hale gelmektedir. Türkiye, bor ve mineralleri açısından oldukça zengin kaynaklara sahiptir. Bu durum göz önüne alındığında, kolemanit mineralinin çimentoya alternatif bir malzeme olarak kullanımı mümkün görünmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, hava sürükleyici katkı maddesi içeren harç karışımlarının basınç dayanımı, eğilme dayanımı, su emme kapasitesi ve yüksek sıcaklık direnci üzerine kolemanit ve farklı tipte liflerin (çelik, bazalt, karbon ve polipropilen) etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda CEM I 42.5R Portland çimento, kolemanit, standart kum, süperakışkanlaştırıcı ve hava sürükleyici katkı maddesi ile dört farklı lif (çelik, bazalt, karbon, polipropilen) kullanılarak 15 farklı harç karışımı hazırlanmıştır. Tüm karışımlara çimento ağırlığının %0,1'i oranında hava sürükleyici katkı eklenmiş olup, su/bağlayıcı oranı, kum/bağlayıcı oranı ve yayılma değerleri sırasıyla 0,485, 2,75 ve 190±20 mm olarak sabit tutulmuştur. Karışımlarda kolemanit %0, %3, %5 oranlarında çimento ile ikame edilirken, lifler karışıma hacimce %0,5 oranında ilave edilmiştir. Karışımların taze hal kapsamında işlenebilirlikleri araştırılmıştır. 28 günlük numunelerin basınç ve eğilme dayanımları, su emme kapasitesi ve yüksek sıcaklık dirençleri belirlenmiştir. Ayrıca kuruma-büzülme davranışları incelenmiştir. Ayrıca, bazı numuneler mikro yapısal inceleme için SEM analizi yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre karışımlara kolemanit ve lif ilave edilmesi akışkanlaştırıcı katkı ihtiyacını artırmıştır. Karışımlara kolemanit ve liflerin eklenmesi, basınç ve eğilme dayanımlarını artırmıştır. Lif katkılı karışımlar arasında en yüksek dayanım artışını kolemanit içeren çelik lifli karışımlar göstermiştir. Kolemanit içermeyen karışımlarda, bazalt ve karbon lifleri basınç dayanımı üzerinde daha etkili olmuştur. Su emme oranı ise basınç ve eğilme dayanımlarıyla ters orantılı olmuştur. Yüksek sıcaklık sonrası en yüksek dayanım değerleri, %3 ve %5 oranında kolemanit içeren çelik lifli karışımlarda elde edilmiştir. Karışımlarda kolemanit ikame oranının artışıyla birlikte, dayanım kayıplarında artış görülmüştür. Kolemanit ve lif içeren numunelerin kuruma büzülmesi önemli ölçüde azalmıştır. Tüm lifler arasında karbon lifler büzülme davranışını etkin şekilde kontrol etmiştir.
Yeni bir poliüretan elastomer materyalinin mekanik özelliklerinin ve çene yüz protezlerinde kullanılan silikon elastomere adezyonunun değerlendirilmesi
Çene yüz protezlerinin yapımında kullanılan materyaller, yırtılma ve çekme dayanımlarının yüksek olması ve sertlik açısından yerine geçtiği dokuya benzer olması gibi mekanik ve fiziksel birçok özelliklere sahip olmalıdırlar. Çene yüz protezinin mekanik ve fiziksel özelliklerini iyileştirmek amacıyla, protezin dokuyla temas eden yüzeyi poliüretan astar ile kaplanmaktadır. Ancak poliüretan ve silikon elastomer arasında uzun dönem güçlü bir adezyon sağlamak oldukça zordur. Çalışmanın amacı, yeni poliüretan elastomer yüzeyine primer uygulanmadan silikon ile arasındaki bağlanma dayanımının T-soyma dayanımı testi ile değerlendirilmesi ve ayrıca çekme ve yırtılma dayanımı testleri ile yeni poliüretan elastomerin mekanik özelliklerinin incelenmesidir. Yeni poliüretan elastomerin, silikon ile bağlanma dayanımını değerlendirmek amacıyla, farklı silikon (A-2000, A-2186, MDX4-4210/Silastik Tip A), primer (A-335, A-330 G, A-304), ve astar (poliüretan, yeni poliüretan elastomer) materyalleri kullanılarak, 240 adet test örneği (7.5 x 0.5 x 0.6 cm3) T-soyma dayanımı testi için hazırlanmıştır. Verilerin analizi için üç yönlü varyans analizi ve akabinde Tukey çoklu karşılaştırma testi uygulanmıştır (? = 0.05). Yeni poliüretan elastomer materyalinin mekanik özelliklerini değerlendirmek amacıyla yeni poliüretan elastomer ve poliüretan astar materyalinden 30 adet test örneği yırtılma dayanımı testi için (n:15) ve 30 adet test örneği çekme dayanımı testi için (n:15) hazırlanmıştır. Verilerin analizi için T-Test analizi kullanılmıştır (? = 0.05). Üç yönlü varyans analizi sonuçlarına göre, farklı silikon, primer ve de astar grupları arasında istatistiksel açıdan anlamlı fark vardır (p < 0.0001). Yeni poliüretan elastomer primer uygulanmadan da silikon ile bağlanırken, poliüretan primer uygulanmadan silikon ile bağlanmamıştır. T-test analiz sonuçlarına göre yeni poliüretan elastomer ve poliüretan grupları arasında yırtılma enerjisi, yırtılma ve çekme dayanımları açısından fark yokken, uzama yüzdesi ve plastik deformasyon yüzdesi açısından iki grup arasında istatistiksel açıdan anlamlı fark vardır (p < 0.0001). Sonuç olarak; yeni poliüretan elastomer alternatif bir astar malzemesi olarak çene yüz protezlerinde tercih edilebilir.
Alüminyum alaşımlarında sürtünme karıştırma kaynağının mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Alüminyum alaşımları, üretim teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte hafif ve yüksek mukavemetli olmaları sebebiyle imalat endüstrilerinde oldukça popüler hale gelmiştir. Alüminyum malzemelerin artan kullanım alanları nedeniyle farklı imalat yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri de sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) işlemidir. Geleneksel kaynak yöntemi füzyon kaynağıdır, ancak füzyon kaynağı sonucu kaynak dikişlerinde düşük mukavemet değerleri görülmektedir. Füzyon kaynağı sırasında ergime sıcaklığına ulaşan alüminyum, ısıl işlemle kazandırılan mukavemetini kaybeder ve bu nedenle kaynak dikişi dayanımı azalır. Katı hal birleştirme kaynağı yöntemi olan SKK, mukavemeti korumak amacıyla geliştirilmiştir ve sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaynak işlemi, karıştırıcı takımın malzemeye temas etmesi sonucu ortaya çıkan ısının malzemeyi yumuşatması ve dönen pim sayesinde iki iş parçası malzemesinin birbirine karıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Malzemenin ergime sıcaklığına çıkmaması sayesinde, kaynak dikiş mukavemet değerleri ana malzemelerin mukavemet değerlerini büyük ölçüde koruyabilir. Ancak, bu yöntemde kaynak mukavemetinin birçok parametreye göre değişmesi en büyük sorundur. Bu çalışmada, 2.5 mm kalınlığındaki 5754-H111 ve 2024-T3 alüminyum alaşımlarının farklı kaynak parametreleri ile sürtünme karıştırma kaynağı yöntemi kullanılarak birleştirilmesi incelenmiştir. Kaynak edilen parçalar lazer tezgahında kesilerek çekme ve eğme numuneleri hazırlanmıştır. Farklı kaynak parametrelerinin mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Aynı tür ve farklı türdeki iki alaşım başarılı bir şekilde kaynatılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda kaynak parametrelerinin oldukça önemli olduğu ve detaylı olarak belirlenmesi gerektiği tespit edilmiştir. Fakat elde edilen mekanik değerler ana malzemelerin mekanik değerlerinin oldukça altındadır. Verimlilik istenilen seviyenin altında kalmıştır.
Biyomedikal uygulamalarda kullanılan Ti6Al4V alaşımının çeşitli yüzey modifikasyon teknikleri ile mekanik, yüzey ve biyouyumluluk özelliklerinin geliştirilmesi
Ti6Al4V alaşımı, düşük yoğunluk, yüksek mukavemet/ağırlık oranı, yüksek korozyon direnci ve iyi biyouyumluluk gibi birçok olumlu özelliğe sahip olması nedeniyle implant üretiminde sıklıkla kullanılan bir biyomalzemedir. Mevcut ortopedik uygulamalar için yaygın olarak kullanılmasına rağmen, gelişen teknoloji ile Ti6Al4V alaşımının yüzey özellikleri sürekli olarak iyileştirmeye açıktır. Bu çalışmada Ti6Al4V alaşımı farklı yüzey modifikasyonlarına tabi tutulmuş, implant-kemik arasındaki integrasyonu artıracak yüzeyler üretilmiş ve bu malzemelerin karakterizasyonu, mekanik özellikleri ve biyouyumluluğu ortaya konmuştur. Bu amaç için Ti6Al4V numunelerde öncelikle dağlama ve kumlama parametreleri üzerinde çalışılmış ve dağlama işleminin tek başına yeterli olmadığı ancak kumlama işleminin ardından yapıldığı takdirde istenen pürüzlülükte yüzeylerin elde edilebileceği görülmüştür. Kumlama sonrası farklı parametrelerle dağlanan numuneler arasında optimum yüzey pürüzlülüğünün elde edilmesinin ardından yüzeylere PVD yöntemi ile nano boyutlu TiO2, TiN ve Ta2O5 kaplama işlemi uygulanmıştır. Tekli ve ikili kombinasyonlar şeklinde üretilen numunelerin karakterizasyon sonuçları (yüzey pürüzlülüğü, XRD, XPS, SEM), mekanik, aşınma ve in vitro korozyon test sonuçları incelenmiştir. Aşınma ve in vitro korozyon direnci yüksek olan numuneler yapay vücut sıvısında bekletilerek kaplama yüzeylerinin in vitro biyoaktiviteleri değerlendirilmiştir. Tüm sonuçlar incelendiğinde, yüzey görüntüleme tekniği olan SEM analizinde ve yüzeydeki elementlerin tayininde kullanılan XPS analizlerinde ara katman kullanımının etkisi görülmezken, temas açılarında, mekanik özelliklerde, kaplamanın aşınma ve korozyon dirençlerinde hem ara katmanın hem de altlık malzemeye uygulanan dağlama parametrelerinin etkisi açıkça görülmüştür.
Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen Ti6Al4V numunelerin kalıntı gerilme, içyapı ve mekanik özelliklerine üretim parametreleri ve ikincil işlemlerin etkilerinin incelenmesi
Seçici lazer ergitme; diğer üretim yöntemleriyle üretimi mümkün olamayan geometriye sahip parçaları dahi üretme yeteneğine sahip, yüksek dayanımlı ürünleri hızlı ve net şekle yakın üretebilen, önemi her geçen gün biraz daha artan bir prosestir. Proses, sahip olduğu avantajların yanı sıra bazı dezavantajlara da sahiptir. Üretilen ürünler, dövme malzemelerle karşılaştırıldığında genellikle daha düşük süneklik, daha yüksek porozite, yüksek kalıntı gerilme ve yüzey pürüzlülüğü verileri ile sonuçlanmaktadır. Ti6Al4V alaşımı, seçici lazer ergitme yöntemiyle parça üretiminde akademik ve endüstriyel uygulamalarda üzerinde çok çalışılan bir alaşımdır. Çalışmanın ilk bölümünde bir parametre çalışması gerçekleştirilmiştir. Sabit enerji yoğunluğunda dört farklı parametre setinde numuneler üretilerek azalan lazer gücü ve tarama hızının numunelerin mekanik, içyapı, kalıntı gerilme ve bağıl yoğunluk özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Sabit enerji yoğunluğunda azalan lazer gücü ve tarama hızının kalıntı gerilme, çekme dayanımı, yüzde uzama ve bağıl yoğunluk değerlerinin azalması veya artması üzerinde doğrusal bir etki göstermediği görülmüştür. Çalışmanın ikinci bölümünde, ilk bölümde en iyi sonuçların alındığı parametre setinde numuneler üretilmiş; ardından numuneler üzerinde talaş kaldırma, tavlama, bilyalı dövme işlemleri farklı kombinasyonlarda uygulanarak ikincil işlemlerin numunelerin yüzey pürüzlülüğü, kalıntı gerilme, yorulma, eğilme, içyapı ve sertlik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Gerçekleştirilen tavlama neticesinde içyapıda α+β dönüşümü gözlenmiştir. Geleneksel ve çoklu bilyalı dövme işlemleri numunelerde 0-250 µm derinlik aralığında mikro sertlikte belirgin bir artış sağlamıştır. Geleneksel ve çoklu bilyalı dövme, numunelerde 0-150 µm derinlik aralığında kalıntı gerilme tipinin basma tipi olmasını sağlamıştır. Yorulma dayanımı açısından en iyi sonuçlar tavlandıktan sonra talaş kaldırılan numunelerde elde edilmiştir.
Evaluation of waste tyre granules as a filler material in polymer matrix composite materials
As the consumption of substances increases with the increasing population, waste materials also increase. The use of these waste materials in the produced composite materials has started to become widespread because it can reduce the amount of waste. In today's world, vehicle tires are one of these wastes. In this study, waste rubber rubber granules were used as filling material for the production of polymer matrix composite samples. One of the most preferred matrix materials, polyester resin, and recycled waste tire rubber granules were combined in different proportions by open molding method. The samples were experimentally characterized by tensile, impact and hardness tests. The morphological features of the samples were examined by scanning electron microscope images. The study revealed that the addition of untreated waste tire rubber granules to polyester resin reduces the tensile and yield strength values, while increasing the elongation and ductility of the material. Morphological investigations have shown that the interfacial adhesion of waste rubber granules and polyester resin is poor, and therefore, waste rubber granules must be properly processed to be used as filling material. The study showed that waste tire rubber granule/polyester composites can be used in non-structural applications with benefits such as using less fossil-sourced raw materials and contributing to the reduction of environmental pollution.
Besin taklidi sıvıların 3 boyutlu yazıcılar ile üretilmiş geçici restorasyon materyalinin mekanik özelliklerine etkisinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi
AMAÇ: Çalışmanın amacı besin taklidi sıvıların, üç farklı üretim yöntemi kullanılarak üretilmiş geçici restorasyon materyalinin mekanik özelliklerine etkisinin karşılaştırmalı incelenmesidir. YÖNTEM: Çalışmada üç farklı yöntemle geçici kron materyali üretilmiştir: (1) Geleneksel yöntem (GY), (2)Kazıma yöntemi KY), (3)3 boyutlu yazıcı yöntemi (3DY). Her bir üretim yönteminden 76 adet toplamda 228 örnek hazırlanmıştır. Örnekler her bir grupta 19 adet test örneği olacak şekilde 12 gruba ayrılmıştır. Test örnekleri 37 ˚C de 7 gün boyunca: distile su, 0.02N sitrik asit, heptan ve %50 lik etanol solüsyonunda bekletilmiştir. Ardından yıkanıp, kurutulmuştur. Mekanik özellikleri 3 nokta bükme testiyle değerlendirilmiştir. Kırılan test örneklerin sertlikleri knoop dijital mikro-sertlik test cihazında (100gf/15sn) ölçülmüştür. Verilerin analizinde Tek yönlü varyans analizi (ANOVA), Tukey istatistiksel analizi kullanılmıştır. BULGULAR: 3DY ile üretilen örneklerin sertlik verilerine göre, distile su(16.4±4.6) ve sitrik asit(17.7±4.3) solüsyonlarında bekletilen örneklerde, alkol(23±2.6) ve heptan(24.5±3.9) solüsyonlarına göre (P≤0.01) anlamlı fark gözlenmiştir. Elastik dayanım verilerine göre, heptan(127.7±10.2 MPa) solüsyonunda bekletilen örneklerde, alkol(139.7±7.4 MPa) (P=0.027) ve sitrik asit(143.5±15.8 MPa) (P=0.002) solüsyonundan anlamlı fark gözlenmiştir. GY ile üretilen örneklerde elastik dayanım verilerinde sitrik asit(93.7±11.3 MPa) solüsyonunda bekletilen örneklerde alkol(81.3±9.4) solüsyonuna göre(p=0.02) anlamlı fark gözlenmiştir. Elastik modül verilerinde Heptan(2701±612.9 MPa) solüsyonunda bekletilen örneklerin ortalama elastik modül değeri ile alkol(2326±445.1 MPa) solüsyonunda bekletilen örneklerin ortalama elastik modül değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmaktadır (P=0.039). SONUÇLAR: Çalışmanın ışığında hastalara uzun dönem geçici restorasyonlar kullandırılıcağında 3 boyutlu yazıcılar ile üretilen geçici restorasyonların kullanımı önerilebilir. Hastalar karma beslense bile 3 boyutlu yazıcılar ile üretilen kronların dayanımı geleneksel ve kazıma yöntemi ile üretilen restorasyonlardan daha az etkilenecektir. Anahtar kelimeler: 3 Boyutlu Yazıcı, Besin Taklidi Sıvılar, Tabakalı Üretim,
Oral ve maksillofasiyal cerrahide geleneksel yöntemle üretilen plaklarla lazer sinter yöntemiyle üretilen plakların mekanik performansının karşılaştırılmalı değerlendirilmesi
Oral ve maksillofasiyal cerrahide travma tedavi yöntemlerinden biri açık redüksiyon ve internal fiksasyondur. Rekonstrüksiyon plakları açık redüksiyonda kullanılan fiksasyon aygıtlarından birisidir. Bu plaklar paslanmaz çelik veya titanyum alaşımlardan üretilmektedir. Titanyum alaşımlar içerisinde Ti6Al4V ELI sık kullanılan bir alaşım türüdür. Çalışmamızın amacı; Ti6Al4V ELI plakalardan CNC yöntemiyle ve Ti6Al4V ELI toz alaşımdan lazer sinterleme (selektif lazer ergitme) yöntemiyle üretilen rekonstrüksiyon plaklarının mekanik özelliklerinin değerlendirilmesini yapmaktır. Bu amaçla her iki grupta 54mm uzunluğunda 3mm kalınlığında 30 adet rekonstrüksiyon plağı üretildi. Statik 3 nokta bükme testi, yorulma testi, burulma testi, vickers sertlik testi, SEM-EDS, XRD, ICP-OES ve sonlu elemanlar analizleri yapıldı. Sonlu elemanlar analizi statik 3 nokta bükme testinin validasyonu şeklinde gerçekleştirildi. Statik 3 nokta bükme testinde elde edilen maksimum eğme kuvveti, akma kuvveti ve akma yer değiştirme miktarı ile burulma testindeki maksimumu tork değerlerine Mann Whitney U testi uygulandı. Sertlik analizi sonuçlarına bağımsız örneklem t testi uygulandı. Yorulma testi sonucunda CNC grubu plaklar 1.000.000 çevirim sayısına 60N'da ulaşırken lazer sinter grubu plaklar 40N'da ulaşmıştır. ICP-OES analizinde Ti oranları CNC grubunda %92,57 lazer sinter grubunda %91,32 bulunmuştur. Sonlu elemanlar analizi sonucunda ise plağın karşılayabileceği maksimum gerilim miktarı 862,5Mpa bulunmuştur. Maksimum eğme kuvveti, akma kuvveti ve maksimum tork değerlerinde CNC grubu lazer sinter grubundan istatistiksel olarak anlamlı şekilde yüksek bulunmuştur. Akma yer değiştirme miktarlarında lazer sinter grubu daha yüksek değerlere elde etmiştir ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Vickers sertlik testi sonuçlarında ise lazer sinter grubu plaklar CNC grubundan plaklardan istatistiksel olarak anlamlı şekilde üstün bulunmuştur. Lazer sinter yöntemiyle kişiye özel plaklar üretilirken plağın tasarımı, şekli, boyu ve kalınlığı değiştirilerek mekanik özellikler iyileştirilebilir. Ayrıca üretim (lazer dalga boyu, odak çapı, katman kalınlığı vb.) ve ısıl işleme ait parametreler (ısıl işlem sıcaklığı, süresi vb.) de değiştirilerek mekanik olarak üstün özelliklere sahip plaklar elde edilebilir. Çalışmamız bu noktada yol gösterici olacaktır.
Nanoparçacık içeren polimerlerin optiksel ve yapısal karakterizasyonlarının incelenmesi
Bu çalışmada, Alçak Yoğunluklu Polietilen (AYPE) ürünler, UV stabilizör özelliğine sahip nanoboyutlu Çinko Oksit (ZnO) ve 2-Hydroxy-4-Methoxybenzophenone (BP-3) ile farklı oranlarda katkılandırılmıştır. Bu yeni polimerlerde (nanokompozitlerde) meydana gelen optiksel, yapısal, termal ve mekaniksel değişiklikler detaylı olarak incelenmiştir. Bu amaçla, çekme test ölçümlerine ek olarak XRD, TG-DTA spektrumları ve SEM görüntüleri karakterize edilmiştir. Ayrıca, lüminesent özellikler gösteren ZnO katkılı örnekler radyolüminesans (RL) özellikler bakımından da incelenmiştir. ZnO içeren polietilen nanokompozitlerin hepsi çinko oksitin karakteristik pikini göstermektedir. 390 nm (eksiton) ve 530 nm (ana pik) deki bu karakteristik RL piklerinin şiddeti, kompozite eklenen BP-3 miktarı arttıkça azalmaktayken, ZnO miktarı arttıkça yükselmektedir. Nanokompozitlerde kopmada uzama değeri için BP-3' ün iyileştirmesi ZnO ya göre daha yüksektir fakat diğerlerinde durum tam tersinedir. Nanokompozitlerin termal analizlerinde polietilenin baskın karakterde olduğu gözükmektedir. XRD grafiklerinde nanokompozitlerdeki ZnO oranı arttıkça ZnO nun karakteristik piklerinin daha çok belirginleştiği açıktır. Bu sebeplerden dolayı en verimli olan nanokompozit, ZnO ve BP-3' ün maksimum oranda olduğu numunede elde edilmiştir ve SEM görüntüleri de bu durumu desteklemektedir.
TIG kaynağı ile birleştirilmiş demir esaslı T/M malzemelerin kaynak bölgesinin mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Toz metalürjisi yöntemi ile parça üretimi günümüzde önem kazanmaya başlamıştır. Bu yöntem ile üretilen parçaların ek bir işlem gerektirmeden kullanıma hazır hale gelmeleri ve üretimin oldukça hızlı olması, yöntemin en önemli avantajlarıdır. Diğer yöntemlerle üretilen parçaların kaynaklanması konusunda birçok araştırma yapılmış ve çok çeşitli kaynak yöntemleri geliştirilmiştir. Toz metaller ise poroziteli malzemeler olduğundan dolayı, kaynak edilebilirliği zordur. Bu yüzden toz metallerin kaynağı ve bu konuda yapılan çalışmalar sınırlıdır. TIG kaynağı otomotiv ve havacılık başta olmak üzere birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, toz metalürjisi yöntemiyle 600 MPa presleme basıncında ve 1120 0C sinterleme sıcaklığında üretilen demir esaslı toz metal Fe-C kompozitleri birbiriyle TM ? TM; SAE 1020 malzemesi birbiriyle SAE 1020 ? SAE 1020; toz metal Fe-C kompozitleri kimyasal yapısı birbiriyle benzer SAE 1020 malzemesiyle SAE 1020 - TM olacak şekilde farklı malzeme kompozisyonları ile 80 A, 100 A, 120 A, 140 A, 160 A'de beş farklı kaynak akımında TIG kaynak yöntemiyle birleştirilmiştir. TIG kaynağı düşen karakteristikli akım üretecinde ve argon koruyucu gaz ortamında gerçekleştirilmiştir. Birleştirilen malzemelere sertlik, çekme, üç nokta eğme, çentik darbe deneyleri uygulanmıştır. Metalografik olarak ta optik ve SEM incelemeleri yapılmıştır. Farklı kaynak akımlarının mekanik ve mikro yapı özelliklerine etkileri araştırılmış ve karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, numunelerin kaynak akımı arttıkça genelde çekme ve çentik darbe dayanımları artmış, eğme dayanımları ise azalmıştır. Sertlik değerleri artmıştır. Çekme, eğme ve çentik darbe deneylerinde kırılmalar genellikle ITAB'den gerçekleşmiştir. Toz metal numunelerde gevrek kırılma, diğer numunelerde ise sünek kırılma gözlenmiştir.
Lazer kaynağı ile birleştirilmiş demir esaslı T/M malzemelerin kaynak bölgesinin mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Toz metalurjisi (TM) yöntemi ile parça üretimi günümüzde giderek önem kazanmaktadır. Hızlı üretim ve üretilen parçaların çoğunlukla herhangi bir talaşkaldırma işlemine gerek duymaması, bu yöntemin en önemli avantajıdır. Diğer yöntemlerle üretilen parçaların kaynaklanması konusunda birçok araştırma yapılmış ve çok çeşitli kaynak yöntemleri geliştirilmiştir. Toz metaller ise gözenekli malzemeler olmasından dolayı, kaynak edilebilirliği zordur. Bu yüzden toz metallerin kaynağıve bu konuda yapılan çalışmalar sınırlıdır. Toz metalin cinsi, üretim yöntemi, mekanik ve diğer özellikleri kaynak yöntemini belirler. Bunun yanında, lazer kaynağıbirçok avantajıyla kaynak yöntemleri arasında yeni bir yöntemdir. Bu çalışmada, TM yöntemiyle 600 MPa presleme basıncında ve 1120 0C sinterleme sıcaklığında üretilen demir esaslıtoz metal Fe-Grafit kompozitleri birbiriyle toz-toz (TT), SAE 1020 malzemesi birbiriyle demir-demir (DD) ve toz metal Fe-C kompozitleri kimyasal yapısı birbiriyle benzer SAE 1020 malzemesiyle toz-demir (TD) olacak şekilde farklımalzeme kompozisyonlarıile ve 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 m/dak beşfarklıkaynak hızlarıyla CO2 lazer kaynak yöntemiyle birleştirilmiştir. Lazer kaynağı2500 W güce, 18 mm nozul çapına ve 175 mm odaklama değerine sahip lazer kaynak cihazında ve argon koruyucu gaz ortamında gerçekleştirilmiştir. Birleştirilen malzemelere sertlik, çekme, üç nokta eğme, çentik darbe ve metalografik olarak da optik, SEM ve XRD deneyleri uygulanmıştır. Bu malzemelerin birbirleriyle, farklılazer kaynak hızlarının mekanik ve mikro yapıözelliklerine etkileri araştırılmış ve karşılaştırılarak bu özellikler belirlenmiştir. Sonuç olarak, numunelerin lazer kaynak hızıarttıkça genelde çekme, eğme ve çentik darbe dayanımlarıazalmıştır. Sertlik değerleri ise artmıştır. Kopmalar genellikle çekme deneyi sonunda esas metalden, eğme deneyi ve çentik darbe deneyi sonunda ITAB' dan gerçekleşmiştir. Toz metal numunelerde gevrek kırılma ve diğer numunelerde ise sünek kırılma gözlenmiştir.
Sürtünme kaynağı yapılmış farklı malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Günümüz endüstrisinde kullanılan malzeme çeşitlerinin artması ve ekonomik faktörlerin giderek önem kazanması farklı malzemelerin bir arada kullanılması gerekmektedir. Farklı metallerin birleştirilmesi genellikle katı hal kaynak yöntemleri ile yapılmaktadır. Bu yöntemlerden biri olan sürtünme kaynağı yöntemi ile farklı malzemelerin birleştirilmesinde, mekanik ve metalürjik özelliklerinde oluşan değişimler önemli olmaktadır.Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde kullanılan Ck 45 ve St 52-3 malzemelerinin sürtünme kaynağı ile kaynak edilebilirliği araştırılmıştır. Böylece maliyeti yüksek olan St 52-3 çeliğinin sarfiyatından tasarruf sağlanması amaçlanmıştır. Kaynak sırasında, kızılötesi sıcaklık ölçme cihazı ile yüzey sıcaklıkları ölçülmüştür. Birleştirilen numunelere çekme, izod darbe deneyleri uygulanmış, mikrosertlik ölçümleri yapılmış, mikroyapı ve kırılma yüzeylerinin SEM incelemeleri ve EDS analizi yapılarak mekanik ve metalürjik özellikleri saptanmıştır. Parametrelerden sürtünme süresi ve yığma basıncı artırılarak yapılan birleştirmede diğerlerine göre daha iyi bir birleşme kalitesi elde edilmiştir.Bunun sonucunda, farklı iki çeliğin sürtünme kaynağı ile yeterli bir şekilde birleştirilebileceği görülmüştür.