Surface coating
81 theses under this subject heading
Bilgisayar kontrollü çok fonksiyonlu akım kaynağı tasarımı ve uygulamaları
Elektrodepozisyon tekniği, uzun yıllardır metalik kaplamalar üretmek için kullanılan en ekonomik yöntemlerden biridir. Elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplama proseslerinde temel hedef, aşınma, korozyon, yüksek sıcaklık dayanımı, sertlik gibi konularda malzeme yüzeyleri için daha iyi sonuçlar elde etmektir. Elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplamaların üretimi için yaygın olarak Doğru Akım (DC) kullanılır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, DC elektrodepozisyon yöntemine ek olarak kaplama işlemleri için Pulse Akım (PC) ve Pulse Reverse Akım (PRC) elektrodepozisyon yöntemlerini kullanmanın ve akım dalga formundaki değişikliklerin kaplama sonuçlarını olumlu yönde etkileyebileceği gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında, elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplama işlemini gerçekleştirebilmek amacı ile mühendislik alanında kullanılan temel sinyalleri akım dalga formlarına dönüştürebilen yeni bir akım kaynağı (akım üreteci) sistemi tasarlanmıştır. Akım üreteci sistemi, güç elektroniği devre topolojilerinden olan Buck Converter ve H-Bridge kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öngörülen akım dalga biçimlerini üretmek için, doğrusal olmayan bir algoritma olan Yapay Sinir Ağı (YSA), hibrit güç elektroniği sistemine uyarlanmıştır. Üretmiş olduğumuz yeni nesil akım üreteci sistemi kullanılarak elektrodepozisyon yöntemi ile maksimum akım (Imax) koşulu için kaplama deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kaplama işleminde katot olarak Bakır (Cu) ve anot olarak Nikel (Ni) kullanılmıştır. Kaplama deneyleri, her akım formu için 3 farklı frekansla tekrarlanmıştır. Kaplama sonrasında, kaplanan alanların yüzey morfolojisi ve kenar kaplama başarısı incelenmiş ve DC, PC ve PRC yöntemleri ile karşılaştırılarak sonuçlar tartışılmıştır.
Yaşlandırılmış ve kaplama işlemi uygulanmış Cu-Cr-Zr alaşımının yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Sürtünmenin olduğu uygulamalarda kullanılan metallerin düşük aşınma direnci, birçok sıkıntıyı da beraberinde getirmektedir. Aşınma direncini artırmak ve malzemenin sahip olduğu diğer özellikleri yitirmemek için yüzey mühendisliği yöntemleri kullanılmaktadır. Cu-Cr-Zr alaşımları; kaynak elektrotları, ısı eşanjörleri ve nükleer reaktör parçaları gibi uygulamalarda kullanılabildiği gibi elektrikli tren veya otobüs hatlarındaki iletim kablosu olarak da kullanılmaktadır. Cu-Cr-Zr alaşımının mekanik özelliklerini iyileştirmek için genellikle yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmaktadır. Bu tez çalışmasında, Cu-Cr-Zr alaşımı numuneler önce iki farklı sıcaklık değerinde (400 ve 500 °C) ve iki farklı sürede (2 ve 4 saat) yaşlandırma ısıl işlemine tabi tutulmuştur. Yaşlandırılmış numunelere, PVD yöntemi kullanılarak dört farklı kaplama (Ag, Cu, Ag+Cu ve Cu+Ag) işlemi uygulanmıştır. Numunelere çekme testi, mikrosertlik ölçümü, aşınma deneyi, elektrik iletkenliği ölçümü ve yapısal analizler (XRD ve SEM) uygulanmıştır. Yaşlandırma işlemleri sonrasında Cu-Cr-Zr alaşımında en yüksek sertlik ve mukavemet değerleri 500 °C'de 4 saat boyunca yaşlandırma işlemine tabi tutulmuş numunelerde elde edilmiştir. Kaplanmış numunelerin aşınma direnci ve elektrik iletkenliği incelendiğinde dubleks yüzey işlemi uygulanmış numunelerin daha iyi performans sergilediği tespit edilmiştir.
Dış cephe kaplamalarının incelenmesi, Tarihi Yarımada Cibali Mahallesi
Kent kimliklerinin tarihi süreçte değişimi ve günümüzdeki kimlik oluşumları mimari yapılardaki kabuk tasarımı ve malzeme tercihleri ile oluşmaktadır. Mimari yapılarda dış cephe görünümü kullanıcı ile birincil iletişimin ve etkileşimin gerçekleştiği yapı elemanıdır. Bu çalışmada istanbul ili tarihi yarımada bölgesinde bulunan cibali mahallesi bölge olarak tercih edilmiştir. Cibali mahallesi tarihi süreçte kabuk kimliği açısından değişimlere uğramış, mahalleyi oluşturan mimari yapılarda taşıyıcı sistem ve dış cephe görünümü olarak çeşitlilik içermektedir. Günümüzde cibali mahallesinde bulunanan mimari yapıların taşıyıcı sistem, dışcephe görünümleri ve kullanıcı tercihlerinin mahalle kapsamında incelenerek tespit edilmesi amaçlanmıştır. Cibali mahallesi inceleme bölgesi olarak seçilmiştir. Mahalle; Fatih ilçesinde yavuzsultanselim, zeyrek ve yavuzsinan mahallelerinin merkezinde haliçin batı kıyısında yer almakta olup kasımpaşa semti ile karşılıklı bir konumda bulunmaktadır. Bizans döneminin önemli bir yerleşkesi olan Cibali, Osmanlı döneminde de konaklama bölgesi olarak öncelikli tercih edilen alanlardan olmuştur. Bölge adını Osmanlı İmparatoru Fatih Sultan Mehmet hanı'ın 29 mayıs 1453 tarihinde İstanbulu fethi sırasında "Porta Puteae" veya "Porta del Pozzo" olarak adlandırılan kapıdan Bursa subaşısı Cebe Ali Bey'in istanbula girmesi ile Cibali adını almıştır. Tarihi süreçte İspanyol yahudileri, Bizans rumları ve Osmanlı türkleri ne ev sahipliği yapmış olan bölge faklı din ve milletlerin yaşamış olduğu kültürel bir miras bölgesidir. Farklı dönem yapılarının bulunduğu Cibali bölgesi kültürel zengiliğiyle araştırma bölgesi olarak belirlenmiş farklı cephe kaplamala malzemelerinin uygulandığı bir alan görülmüştür. İnceleme Cibali mahallesi kapsamında 756 adet yapı üzerinde olmuştur. Cibali mahallesi kapsamında 756 adet yapı üzerinde taşıyıcı sistemleri ve bu sistemlere entegre edilen dış kabukları incelenmiş ve fotoğraf olarak sunularak Ada kapsamında kullanılan malzemeler renk sınıflandırması yapılarak haritada işlenmiştir. Yapılan incelede toplam Cibali mahallesi'nde bulunan 47 ada içerindeki 756 yapı'nın taşıyıcı sistemi ve Dış cepheleri incelenmiştir. Bu inceleme kapsamında; 185 adet cephede ahşap, 10 adet cephede doğal taş, 2 adet cephede taş kaplama, 165 adet cephede çimento sıva, 260 adet cephede çimento sıva + boya, 4 adet cephede kompozit panel, 11 adet cephede tuğla, 117 adet cephede cam mozaik ve 1 adet cephede fayans kaplama uygulamaları görülmektedir Cibali mahallesi içerindeki 47 adanın dış cephe görünümü esas alınarak yapılan sınıflandırması mahalle kapsamında haritaya dönüştürülmüştür. Yapılan bu çalışma mahalle kapsamındaki cephe görünümüyle oluşmuş çeşitlilik ve farklılığı harita görünümünde bizlere sunmaktadır.
Sıcak daldırma yöntemiyle aluminyum kaplanmış inconel 718 süperalaşımının oksidasyon direncinin incelenmesi
Havacılık endüstrisinde oldukça popüler malzemeler olan nikel esaslı süperalaşımlar, yüksek sıcaklıklarda gösterdikleri iyi oksidasyon ve korozyon dirençleri nedeniyle özellikle uçakların türbin motor parçalarında en çok tercih edilen malzemelerdendir. Nikel esaslı süperalaşımlar arasında en çok kullanılan alaşımlardan biri olan çökelme sertleşmesi ile dayanımı artırılmış Inconel 718 süperalaşımı, pahalı bir malzeme olmasına rağmen sahip olduğu yüksek mekanik özellikleri (akma, çekme ile kopma dayanımları) nedeniyle sıkça tercih edilmektedir. Inconel 718 süperalaşımı, diğer süperalaşımlardan farklı olarak yapısında γ″-Ni3Nb fazını bulundurur ve yapıya asıl dayanımı kazandıran mekanizama bu γ″ parçacıklarıdır. Fakat Inconel 718 süperalaşımı, yüksek sıcaklıklarda çok iyi mekanik özelliklere sahip olmasına rağmen ~649 °C sıcaklıktan sonra mekanik özelliklerinde düşüşler meydana gelmektedir ve daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabilmesi için kaplama işlemlerine gereksinim duyulmaktadır. Yapılan bu çalışmada Inconel 718 süperalaşımı; sıcak daldırma yöntemi ile aluminyum kaplanarak kaplama sıcaklığının ve süresinin kaplama morfolojisine etkisi incelenmiştir. Aluminyum kaplama işleminin optimizasyonu için 3 farklı sıcaklıkta (680 °C, 755 °C ve 830 °C) ve 4 farklı zamanda (30 s, 1 dk, 5dk ve 10 dk) kaplama işlemi yapılmıştır. Daha sonra kaplanmış ve kaplanmamış numunelere yüksek sıcaklıkta oksidasyon işlemi uygulanarak oksidasyon dirençleri gözlemlenmiştir. Yüksek sıcaklıkta oksidasyon için farklı sıcaklıklarda 5'er dakika ile kaplanmış numuneler seçilerek 1, 6, 48, 192 ve 336 saat boyunca 1000 °C'de bekletilerek işlem gerçekleştirilmiştir. Oksidasyon işleminden sonra numuneler oda sıcaklığında soğumaya bırakılıp ilk ve son ağırlık değişimleri belirlenmiştir. Kaplama parametresine bağlı olarak oksidasyon zamanının kaplama yapısındaki değişimini gözlemlemek için numuneler kesitten mikroskop altında incelenerek EDS analizleri yapılmıştır. Kaplamanın farklı kısımlarından ölçümler yapılarak sertlik değişimleri incelenmiştir. Ayrıca farklı bir oksidasyon işlemi olan mikro ark oksidasyon işlemi 5'er dakika ile farklı sıcaklıklarda aluminyum kaplanmış numunelere uygulanarak oksidasyona uğratılmıştır. Tüm yüzeyi mikro ark ile oksit kaplanmış numuneler 1000 °C'de 336 saat boyunca yüksek sıcaklıkta oksidasyona maruz bırakılmıştır. Bu sayade sıcak daldırma yöntemiyle aluminyum kaplanmış malzemelerin mikro ark oksidasyon işleminden sonra yüksek sıcaklıkta oksidasyona karşı direnci incelenmiştir.
DP-800 kalite çift fazlı çeliğin sıcak daldırma yöntemi ile alüminyum kaplanması
Global otomotiv sektörü tüketici tercihleri, yasal düzenlemeler ve rekabetçi baskılar tarafından yönlendirilmektedir. Çevresel düzenlemeler, mevzuat gereklilikleri ve müşteri talepleri doğrultusunda otomotiv üreticileri ve malzeme tedarikçileri çok çeşitli çözümler geliştirmek zorunda kalmıştır. Yeni çözümler geliştirilirken yakıt tüketimini azaltmak, sürücü güvenliğini arttırmak, ürün güvenilirliğini sağlamak ve satın alınabilirliği arttırmak amaçları gözetilmiştir. Çözümler; ürün tasarımının optimizasyonu, hafif malzemelerin geliştirilmesi ve yenilikçi üretim süreçlerinin uygulanmasını içermektedir. Bütün bu çözümler birbiriyle bağlantılıdır ve hafif malzemelerin özelliklerine bağlıdır. Çift fazlı çelikler AHSS çelikler ailesinde bulunan en önemli çelik türlerinden biridir. Bu çelikler yumuşak ferrit fazı ile %10-%40 oranlarında martensit fazının birleşiminden oluşan mikro yapıya sahiptir. Bu çeliklerin yapısında bulunan martensit oranı malzemenin mukavemet seviyesini belirlemektedir. Çift fazlı çeliklerin ferrit+martensit yapısını elde edebilmek için düşük karbonlu çeliklere α+γ faz bölgesinde su verilmesi esasına dayanan üretim yöntemleri kullanılmaktadır. Çift fazlı çeliklerin bu yapısın söz konusu çelikleri geleneksel çeliklere göre deformasyon sertleşmesi ve şekillendirilebilirlik açısından daha üstün kılmaktadır. Çift fazlı çelikler gerek görsellik gerekse korozyon direnci sağlamak amacıyla kaplanmaktadır. Kaplama malzemesi olarak mevcut durumda yaygın olarak galvaniz kullanılmaktadır. Galvaniz kaplama malzemesi olarak kullanılan çinkonun kaynaklarının sınırlı olması sebebiyle ilerleyen zamanda fiyatının artması ihtimali oldukça yüksektir. Bu da çalışmaların sıcak daldırma yöntemiyle alüminyum ve alaşımları ile yapılan kaplamalar gibi çinkoya alternatif kaplama malzemelerinin arayışına yönelmesine sebep olmuştur. Yapılan çalışmalar düşük karbonlu çeliklerde galvaniz kaplanmış malzemeye göre alüminyum kaplanmış malzemenin daha yüksek korozyon direncine sahip olduğunu göstermektedir. Literatürde yapılan araştırmalarda DP çeliklerde alüminyum kaplama üzerine yapılan çalışmaların sayısının çok az olduğu görülmüştür. Bu çalışmada da çift fazlı çeliklerde alüminyum kaplamanın etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda sıcak daldırma yöntemi ile alüminyum kaplama işleminin DP 800 çift fazlı çeliğinin mikro yapısına ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında DP 800 kalite çelik sac malzemeden elde edilen numuneler saf Al ve Al-%10 Si alaşımlarıyla 60 s daldırma sürelerinde700-770 oC sıcaklık aralığında farklı sıcaklıklarda kaplanmıştır. Kaplanan malzemelerin kaplama ve mikro yapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda DP 800 kalite çift fazlı çeliğin çekme mukavemeti, kopma uzaması ve sürekli akma davranışı gibi mekanik özelliklerinde herhangi bir kayıp yaşanmadan sıcak daldırma yöntemi ile alüminyum kaplanabileceği görülmüştür. 770 oC'de kaplanan malzemelerin çekme mukavemetlerinin kaplanmamış malzemeye göre daha yüksek değerlere sahip olduğu görülmüştür.
Duvar seramiklerinde üç boyutlu modüler uygulamalar
Yüzey kaplaması olarak kullanılan modüler seramik birimlerin oluşturulması ve kullanım alanları ile ilgili detaylı bilgi paylaşmayı amaçlayan bu araştırma dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde modül ve mekan kavramlarının tanımlamaları, modüler tasarımın genel özellikleri ve özellikle seramik sanatında modülerlik ile ilgili araştırmalara yer verilmiştir. İkinci bölümde ise modüler seramik yüzey kaplamaları ve üretim teknikleri, geçmişten günümüze kadar olan süreç örneklerle anlatılmıştır. Bu bölümün devamında ise iç ve dış mekânlarda yüzey kaplaması olarak kullanılan birimlerin özellikleri, mimari yapılarda kullanım alanları ve bu yapılara örnek verilerek detaylandırılmıştır. Son bölümde ise yapılan araştırma neticesinde geçmişten bugüne, modüler birim yaratma süreci yorumlanarak kişisel modül tasarımları ve uygulamalarına yer verilmiştir.
The wetting and the adhesion behavior of different types of polymers on air side and tin side of float glasses
In this study, the wettability and the adhesion behavior of different types of poymers on air side and tin side of float glasses were investigated and compared. First glass samples and coating materials were prepared for the coating process. Float glasses in 2 mm, in 4 mm and in 6 mm thickness and 10*10 cm dimensions were used. The glass samples were supplied from Trakya Glass San. A.Ş. Trakya Plant, were cleaned with acidic and basic cleaning agents in a dishwasher. Contact angle measurements of air side and tin side were taken with water to see the difference in wettability of both surfaces. Results of contact angle meaurements showed that the tin side of glass is more hyrophobic than the air side of the glass. Several polymers such as ethylene-acyrilic acid copolymer, etylene-maleic anhydride copolymer, polyvinly butyral, ionomer of ethylene acid copolymer, epoxy resin were prepared. The polymers were applied as water based emulsions or melts or soluitons in various solvents. Liquid molding resins were applied as liquids. The tin side of the glass samples was detected by using a UV tin side detector. Coating materials were applied on both the air and the tin side of glasses under specific conditions (temperature and time).. Adhesion tests were done by using Defelsko Positest AT-A Automatic Adhesion Tester. The adhesion test results were examined to characterize and observe the adhesion strength of different type of polymers on air side and tin side of float glasses. The best results were obtained with the samples when the polymers was applied as solutions ans with liquid molding resins because these liquid samples can fill all the holes or cavities on the glass surface and the glass is completely coated with the materials. When the solutions and liquid molding resins were applied on the tin side of the glass, the adhesive force was higher than the air side of the glass.
Mikro ark oksidasyon işlemi uygulanmış ZA-8 alaşımının yüzey özelliklerinin incelenmesi
Çinko aluminyum alaşımları, yüksek boyutsal kararlılık, yüksek aşınma direnci, seri üretime elverişlilik gibi özellikleri sebebiyle yatak malzemelerinin yapımında, otomotiv, havacılık ve denizcilik sektöründe sıkça kullanılmaktadır. Bu sektörlerde kullanılan malzemelerden, çalıştıkları ortamın agresif koşullarına dayanabilecek düzeyde yeterli mekanik özellikler ile yüksek aşınma ve korozyon direnci beklenmektedir. Çinko aluminyum alaşımları, iyi bir aşınma direncine sahip olmalarına karşın, özellikle yüksek sıcaklıklarda sürünme ve korozyon dirençlerinde düşüş görülmektedir. Gelişen teknolojiyle birlikte daha yüksek sıcaklıkta ve agresif koşullarda, daha uzun süre çalışacak parçalara ihtiyaç duyulmasından ötürü, dayanım özelliklerini geliştirici ek işlemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Yüzey kaplamalarının malzemelerin istenen koşullarda çalışmasına yardımcı yüzey özelliklerini sağlamada önemi büyüktür. Son yıllarda, ekonomik ve çevre dostu olmasıyla öne çıkan mikro ark oksidasyon, malzemelerin yüzeyinde sert, kalın ve poröz bir koruyucu oksit tabakası oluşturmaya yarayan bir yüzey modifikasyon yöntemidir. Anodik oksidasyondan farklı olarak çok daha yüksek potansiyel değerlerinde gerçekleşen bu işlemin esası, bir elektrolit banyosu içine anot olarak batırılan malzemenin yüzeyinde elektrokimyasal reaksiyonlar oluşturulmasına dayanır. İşlem başlangıcında anoda pozitif, katota negatif voltaj verilmesiyle oluşan potansiyel farkıyla malzeme yüzeyinde hızlıca ince ve yalıtkan bir oksit tabakası oluşur. Voltajın yükselerek kritik bir değeri aşması sonucu yüzeydeki oksit tabakasının dielektrik yapısı bozulur ve bölgesel kıvılcım deşarjlarıyla mikro ark oksidasyon işlemi gerçekleşir. Bölgesel deşarj kanallarının 104 K'e kadar çıkabilen sıcaklıkları sebebiyle malzemenin yapısındaki metal hızla oksitlenerek yüzeydeki oksit tabakasını oluşturur. Öte yandan, oda sıcaklığında tutulan elektrolit banyosu içerisindeki iyonlar da, büyüyen oksit tabakasının bu denli yüksek bir sıcaklık farkıyla karşılaşması sonucu katılaşarak yapıya girer ve proses süresince bu döngü devam ederek kaplama kalınlığını artırır. Mikro ark oksidasyon işlemi sonucu elde edilen oksit kaplamaların yapısı ve yüzey özellikleri, kullanılan altlık malzeme, elektrolit banyosunun içeriği ve sıcaklığı, işlem süresi, uygulanan voltaj, akım, frekans ve vuruş oranı gibi proses parametreleriyle doğrudan ilişkilidir. Bu denli fazla miktarda proses parametresinin var oluşu sebebiyle günümüzde, mikro ark oksidasyon yöntemi ile koruyucu oksit tabakası oluşturma proseslerinin iyileştirme çalışmaları halen devam etmektedir. Bu çalışmada ZA-8 çinko-aluminyum alaşımından hazırlanan numunelere, 30 kW gücünde, doğru akımla çalışan, bipolar güç kaynağı kullanılarak maksimum 350 V pozitif voltaj ve maksimum 70 V negatif voltaj değerlerinde mikro ark oksidasyon işlemi uygulanmıştır. KOH ve NaF bazlı çözeltiye sırasıyla NaAlO2 (Al ortamı), NaAlO2 ve Na3PO4 (AlP ortamı), Na2SiO3 (Si ortamı), Na2SiO3 ve Na3PO4 (SiP ortamı) ile Na3PO4 (P ortamı) eklenerek 5 farklı elektrolit hazırlanmış ve numuneler her bir elektrolitte 3, 5 ve 8 dakika mikro ark oksidasyon işlemine tabi tutulmuştur. Farklı elektrolit içeriklerinin ve işlem süresinin, kaplama morfolojisini ve yüzey özelliklerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Numunelerin yüzey ve kesit incelemeleri, X-ışınları difraksiyonu analizleri, kaplama kalınlığı ve mikrosertlik ölçümleri, yüzey pürüzlülüğü ile ortalama por yoğunluğu ölçümleri yapılmıştır. Ardından numuneler, yapışma, aşınma ve korozyon deneylerine tabi tutulmuştur. Yapılan deneysel çalışmaların sonuçları değerlendirildiğinde, elde edilen oksit tabakasının özelliklerinin elektrolit içeriğiyle doğrudan ilişkili olduğu gözlenmiştir. Oksit kaplamaların tümünün poröz ve çatlaklı bir yapıda olduğu görülmüştür. Al ve AlP ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerin por yapısı, diğer gruplara kıyasla çok daha küçük boyutlu ve düzenli bir dizilimdedir. Por boyut dağılımı, Al ve AlP ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerde düşük iken, diğer gruplarda yüksektir. Kaplamaların kesit morfolojilerinin karşılaştırılması sonucu sodyum aluminat katkılı elektrolit ortamları ile sodyum silikat katkılı elektrolit ortamları arasında belirgin farklar olduğu görülmüştür. Por boyutu ve yoğunluğunun yanı sıra, kaplama kalınlıkları arasında da büyük farklara rastlanmıştır. Kaplama kalınlıkları, Al ve AlP ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerde yaklaşık 7-10 μm olup, artan işlem süresiyle belirgin bir değişim göstermezken, Si, SiP ve P ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerde 20-75 μm arasında değişen ve artan işlem süresiyle orantılı olarak artan kaplama kalınlıkları gözlenmiştir. MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerin yüzey pürüzlülüğü değerleri, kaplamasız numuneye göre artmıştır. Daha ince olan Al ve AlP grubu numunelerin yüzey pürüzlülüğü değerlerinin de diğer gruplara göre daha düşük olduğu görülmüştür. Si, SiP ve P ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerin yüzey SEM fotoğraflarından hesaplanan ortalama por yoğunluğu değerleri % 5-10 arasında değişmektedir. Numunelerin X-ışınları analizi sonucu, sodyum silikat katkılı elektrolit ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerde, MAO işleminin doğası gereği ince kaplama tabakası sebebiyle altlık malzemeden gelen çinko ve aluminyum pikleri dışında herhangi bir kristalin faza rastlanmamıştır. Ancak 25-35o'ler arasında amorf ZnO yapısı izlenmiştir. Sodyum aluminat esaslı elektrolit ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerde, kristalin ZnO ve ZnAl2O4 fazlarına rastlanırken, P grubunda yalnızca kristalin ZnO fazına rastlanmıştır. Aşınma deneyleri sonucunda, genel olarak en iyi aşınma performansını 8 dakika MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerin verdiği görülmüştür. Aşınma hızları, artan kaplama süresiyle birlikte kaplama kalınlıklarının da artmasından ötürü azalma göstermiştir. Si ve SiP ortamlarında MAO işlemine tabi tutulmuş numunelerin tümünde, aşındırıcı bilya kaplama bütünlüğünü bozup altlık malzemeye ulaşamazken, bu durumun Al ve P gruplarında yalnızca 8 dakika kaplanmış numunelerde geçerli olduğu görülmüştür. AlP grubu numunelerinin ise yüzey ve kesit fotoğraflarında da görülen zayıf ve çatlaklı kaplama yapısı sebebiyle aşınma direnci yetersiz kalmıştır. 8 dakika MAO işlemine tabi tutulan numunelerin korozyon testleri sonucunda kaplamasız numuneye göre tüm numunelerin korozyon dirençlerinde artış görülürken, daha az yüzey çatlağına sahip ve genel olarak daha homojen bir yapıda olan Al ve SiP grubu numunelerinin en düşük korozyon akım yoğunluğu ve dolayısıyla en yüksek polarizasyon direncine sahip olduğu görülmüştür.
Dual reactive polymer brush coated magnetic nanoparticles
In recent years, iron oxide nanoparticle based systems have attracted attention for biomedical applications due to their nanoscale size and unique magnetic properties. For many applications they are coated with polymers, which provide them desired dispersibility, as well impart desired properties for enabling biomedical applications. In this study, we synthesized dual reactive polymer brush coated iron oxide nanoparticles. Nanoparticles were synthesized via the thermal decomposition method to obtain near monodisperse size distribution. Dopamine terminated polymers were synthesized for use in grafting-to method. Also, nanoparticles with chain transfer agent (CTA) anchored to their surface using dopamine were synthesized to obtain polymer brushes using the graft-from approach. Reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization was utilized to obtain polymers using both grafting-to and grafting from approach. Polymers containing the thiolactone unit could be synthesized with good control over composition and molecular weight using the dopamine-containing CTAs. For the grafting-from approach, CTA was anchored onto nanoparticles, and surface-initiated RAFT polymerization was used. The thiolactone unit was used as a reactive group to impart the system with dual reactivity. The thiolactone ring reacts with amine-containing molecules, and in the process releases a free thiol as a second reactive unit. In our work, we used an azide-containing amine for the thiolactone ring-opening, followed by trapping of the newly formed thiol group as a pyridyl disulfide unit which is known to undergo exchange reactions with thiolated molecules. As a model cargo, thiolated hydrophobic fluorescent dye, BODIPY thiol, was conjugated to the system via thiol-disulfide exchange reaction. As a result, we obtained magnetic nanoparticles bearing a clickable azide and a thiol-exchangeable PDS group to attach any desired cargo for intended applications.
3-dimensional moving load problems for elastic and coated elastic half-spaces
This study deals with 3-dimensional analysis of a point load moving at a constant speed along the surface of elastic and coated elastic half-spaces. Formulation of the problems is based on the framework of an asymptotic hyperbolic-elliptic model for the wave field developed to extract the contribution of surface waves. The validity of the model is restricted to the range of speeds close to the surface Rayleigh wave speed for both problems. It is also assumed that for the coated half-space the thickness of the coating is small compared to a typical wavelength of the surface wave. First, the uncoated elastic half-space problem is considered and both sub and super-Rayleigh cases are studied. The surface solutions for both cases are obtained through the fundamental solution of the differential operators. Then these solutions are restored over the interior of the half-space by the means of Poisson's formula. Thus the steady-state near-field solutions are derived in terms of the elementary functions. Finally numerical computations based on the derived approximate formulae are presented. In the coated half-space problem the surface solutions are given in integral forms obtained through the use of integral transforms for sub and super-Rayleigh cases. Then the integral solutions of the perturbed wave equation describing wave propagation along the surface are derived with their far-field asymptotic expansion using the uniform stationary phase method. Finally, numerical comparisons of exact and asymptotic results are presented for both cases.
21. yy.'da seramik ve cam malzemelerin mimaride yüzey oluşturma ve kaplamada kullanımı
Mimari mekan kavramı insanların gereksinimleriyle ortaya çıkmıştır. Toplumlar neredeyse her dönemde dönemin yerel malzemelerini ve inşa tekniklerini kullanarak kendi yapılarını oluşturmuştur. Endüstriyel devrim sonrası hızlı nüfus artışı beraberinde yeni yapılara duyulan ihtiyaçların da artmasına sebep olmuştur. Endüstride gerçekleşen atılımlar, seramik, cam gibi malzemelerin kullanım yer ve biçimindeki değişiklikler, yeni malzemelerin keşfi, bu yapılarda kullanılacak farklı biçim ve yüzey önerilerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Günümüzde ise çeşitli bilgisayar destekli tasarım programları ve inovatif tasarım anlayışları neredeyse kişiye özel bir mimari pratiği ortaya koymaktadır. Bu özelleştirme süreci seramik ve cam gibi, kullanımı çok eski dönemlere uzanan malzemelerin de bu uygulamalarda gerek teknik, gerekse biçimsel anlamda özelleştirilmesi anlamına gelmektedir. Araştırmada, günümüzde mimari pratiği içinde, seramik ve cam malzemelerin sanatsal anlamda yüzey oluşturma ve kaplamada kullanıldığı örnekler incelenerek değerlendirilecektir. Anahtar Kelimeler: Mimari, Yüzey Oluşturma, Seramik, Cam
Daha fazla korozyon korunması için çelik üzerine nano katmanlı PVD kaplamaların geliştirilmesi
Korozyon metal ve alaşımlarının daha kararlı yapıda bileşik oluşturma eğilimleri nedeniyle, kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimlerdir. Sınırlı metal kaynağından ötürü korozyon metallerde ciddi kayıplara neden olmaktadırlar. Bu nedenle günümüzde korozyonu yavaşlatmak için birçok yeni teknik geliştirilmektedir. Bu tekniklerden biri koruyucu kaplama olup uygulama kolaylığı, düşük maliyeti ve ayarlanabilir anti-korozyon özelliklere sahiptir. Bu tez çalışması kapsamında, metallerdeki korozyonun önlenebilmesi için nano katmanlı kaplama yapısı oluşturacak materyallerin tespiti ve korozyon korumaya yönelik çoklu katmalı bir yapının oluşturulması amaçlanmıştır. Çoklu katmalar çinko, grafen, grafen oksit, indirgenmiş grafen oksit malzemeler kullanılarak TVA yöntemi ile alttaş olan düşük karbonlu çelik üzerine kaplamasının gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen kaplamaların alttaştaki fiziksel ve elektrokimyasal özelliklerinin korozyon üzerindeki etkisi incelenmiştir.
Alev sprey piroliz sistemiyle plaka şekilli α-Al2O3 tozların TiO2 ile kaplanması ve karakterizasyonu
Plaka şekilli α-Al2O3 tozlar oldukça geniş bir kullanım alanına sahip olmakla birlikte, plaka yüzeylerinin farklı metal oksit tabaka/tabakalarla (TiO2, Fe2O3, vb.) kaplandığı uygulamalar (örneğin, lüster pigmentler), çeşitli endüstrilerde (otomotiv, inşaat, kozmetik, güvenlik uygulamaları, vb.) yaygın bir şekilde tercih edilmektedir. Metal oksit kaplanmış α-Al2O3 plakaların üretimi, yaş kimyasal yöntemler ve gaz fazından reaksiyon teknikleri ile gerçekleştirilmekte ve uygulanan üretim prosesine bağlı olarak çeşitli problemler ile karşılaşılmaktadır. Her iki yöntemde de arzu edilen kaplama kalınlığına ulaşmak ve/veya ilgili kaplama kalınlığını kontrol etmek için reaksiyon kinetiklerini değiştirmek oldukça zordur. Bunun bir sonucu olarak da arzu edilen kaplama kalınlığına ulaşılabilmesi amacıyla kaplama (reaksiyon) süresi üzerinde kontrol sağlanmaya çalışılmaktadır. Yaş kimyasal yöntemlerde kaplama süresi, kaba altlık partiküllerinin askıda tutulması ile kontrol edilmeye çalışılırken, gaz fazından reaksiyon yöntemlerinde ise askıda tutma eylemi, türbülanslı bir hava akımından yararlanılan akışkan yatak metodu ile sağlanabilmektedir. Fakat bu uygulamalar her iki yöntem için ek bir ısıl işlem basamağı gerektirmektedir. Bu tez çalışmasında α-Al2O3 plakalar üzerine TiO2 kaplama yapılması için süreç tasarımı gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. İlave olarak plaka şekilli α-Al2O3 tozlar üzerinde gerçekleştirilecek TiO2 kaplamanın, alev sprey piroliz sistemi kullanılarak mevcut yöntemlerle ulaşılamayan daha yüksek bir sıcaklık aralığında gerçekleştirilmesi, böylece ek bir ısıl işlem basamağına ihtiyaç duyulmadan arzu edilen kaplama fazının ilgili altlık malzemesi üzerinde elde edilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, alev sprey piroliz sisteminde plaka şekilli α-Al2O3 tozlar TiO2 ile kaplanmış, elde edilen kaplamaların mikroyapısal özellikleri ve faz kompozisyonları incelenmiştir. Ayrıca α-Al2O3 plakalar üzerine TiO2 kaplama yapılması için süreç tasarımı gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Çeşitli süreç parametrelerinin (süspansiyon konsantrasyonu ve süspansiyon akış hızı gibi) nihai kaplama fazı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Plaka Şekilli α-Al2O3, TiO2, Alev Sprey Piroliz, Yaş Kimyasal Yöntemler, Gaz Fazından Reaksiyonlar, Isıl işlem
Refrakter harman karıştırıcı bıçaklarında aşınmaya dayanıklı kaplamaların (CrC, WC tel, WC plaka) bıçak ömrüne etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, endüstriyel bir problemin çözümü amaçlanmıştır. Refrakter sanayinde kullanılan harman hazırlama karıştırıcılarının bıçaklarındaki şiddetli aşınma sorununun önüne geçmek ve ömürlerini uzatmak için 3 tip kaplama denenmiştir. "Kütahya Manyezit İşletmeleri Reftrakter Fabrikasında" çalışan bir harman karıştırıcısına, aynı anda çalışmak üzere "CrC, WC Tel, WC Plaka" kaplı bıçaklar yerleştirilmiştir. Bu bıçaklar yaklaşık 1 yıl gözlenmiş ve aşınan parçaların mikroyapıları incelenmiştir. En uzun ömür, toz metalürjisi ile üretilmiş WC plakada sağlanmış olup, 3.780 $ masraf ile yapılan kaplama, 1 karıştırıcının yılda 510.000 $ değerindeki üretim kaybını engellemiştir. Bir aşınma probleminde, aşınan-aşındıran-aşınma ortamı gibi konuların doğru değerlendirilmesi için, Kaizen ve 6 Sigma metotlarının kullanımı ile ilgili bir örnek uygulamaya da yer verilmiştir. Bu tür metodolojilerin kullanılması, çözüme en kısa yoldan ulaşmak için büyük önem arz etmektedir.
Alternatif renklerde reflektör içeren otomotiv aydınlatma ürünlerinin farklı alaşımlar kullanılarak PVD kaplama metodu ile aydınlatma regülasyonlarına uygun (ECE) olarak üretilmesi
Otomotiv dış aydınlatma ürünlerini oluşturan alt parçalar estetik görünüm ve yansıtıcılık ihtiyacı gereği PVD yöntemiyle alüminyum ile kaplanmaktadır. PVD kaplama işlemi, sıvı veya katı fazdan atomların veya moleküllerin düşük basınç altında buharlaşması ve buharın substrat üzerinde yoğunlaşmasıdır (Mattox, 1998). Bu çalışmada farklı bakır alaşımlar kullanılarak otomotiv aydınlatma alt parçalarında (reflektör ve bezel vb.) rose-gold renklerin elde edilmesi hedeflenmiştir. PVD kaplama metodu ile bilinen yöntemlerin dışına çıkılarak ilk kez seri şartlarda optik gereksinimler korunarak polimer malzemeye alaşım kaplama yapılmıştır. Yapılan ilk denemeler sonucunda alaşımı oluşturan farklı elementler farklı evaporasyon profilleri göstermiş ve parçalar üzerinde homojenite elde edilemediği gözlemlenmiştir. Uygun homojen film kalınlığının elde edilmesi ve evaporasyon profilinin iyileştirilmesi için CFD simülasyonları ile analizler yürütülmüş ve deneysel uygulamalar ile sonuçlar doğrulanmıştır. Farklı alaşımlar ile kaplanan parçalar ile toplanmış bitmiş ürünlere fotometri ölçümleri yapılarak optik değerler ve renk tonu değerlerinin ECE ve SAE regülasyonuna uygunluğu doğrulanmıştır.
Tanen katkılı üst yüzey işlem maddesinin ahşabın dış ortam koşullarına karşı dayanıklılığına etkisi
Çalışmanın amacı, doğal dayanıklılığı az olan sarıçam odun örneklerinin hızlandırılmış dış ortam koşullarının bozundurucu faktörlerine karşı dayanımını tanen katkılı su esaslı akrilik şeffaf bir üst yüzey işlem maddesi ve opak boya ile iyileştirmektir. Çalışmada, su esaslı akrilik şeffaf ve opak üst yüzey işlem maddesine katkı maddesi olarak ilave edilecek 3 farklı tanen çözeltisinden en etkili tanen çeşidi ve gerek duyulan en düşük tanen miktarı belirlenmiştir. Tanen olarak valeks, mimoza ve kızılçam kabuk taneni değişik konsantrasyonlarda üst yüzey işlem maddelerine katılmıştır. Ardından örnek yüzeylerine 200g/m2 ve 3 kat olacak şekilde fırça ile uygulama yapılmıştır. Üst yüzeyi kaplanan örnekler ile kontrol örnekleri, 1512 saat boyunca hızlandırılmış yaşlandırma testine tabi tutulmuş, test süresince belirli aralıklarla yüzeylerin renk, parlaklık, yüzey pürüzlülük ölçümleri ve makroskopik açıdan değerlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar kontrol örneklerine göre kıyaslanmıştır. Çalışma sonucunda, kontrol örneklerinde erozyon, çatlama ve çarpılmalar görülürken, yüzeyi kaplanan örneklerde bu deformasyonlar gözlenmemiştir. Tüm örneklerin yüzeyleri koyulaşmış, parlaklığı kaybolmuş ve yüzeyler daha pürüzlü hale gelmiştir. Üst yüzeyi kaplanan örnekler kontrol örneklerine kıyasla araştırılan parametreler bakımından daha iyi sonuçlar vermiştir. Renk ölçümleri, yüzeylerin renk stabilitesi için tanenlerin yüksek konsantrasyon seviyelerinde olması gerektiğini göstermiştir. Ancak üst yüzey işlem maddesinde tanen konsantrasyonu arttıkça parlaklık değişimi ve pürüzlülük de artmış ve bu özellikler olumsuz yönde etkilenmiştir. Şeffaf üst yüzey işlem maddesi için en umut verici sonuçlar valeks ve kızılçam taneninde bulunmuştur. Opak boyanın kendisi hızlandırılmış dış ortam test faktörlerine karşı oldukça iyi dayanım sergilemiş ve bu tip bir boya için herhangi bir UV absorbe edici kimyasal maddeye gerek duyulmadığı gözlenmiştir. Sonuçlar, ucuz ve çevre dostu doğal antioksidan madde olarak tanenlerin şeffaf üst yüzey işlem maddelerine katılan pahalı inorganik UV absorbe edicilere alternatif olabileceğini göstermiştir.
DC01 çeliğinin galvaniz kaplanması ve kaplama yapısının modifiye edilerek yüzey özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu tez çalışması; sıcak daldırma galvaniz (SDG), elektrogalvaniz (EG) ve bu kaplamalar sonrasında farklı parametrelerle uygulanan difüzyon tavlamasının, endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan DC01 çelik borunun yüzey özelliklerine etkisini içermektedir. Tezin temel amacı, her iki kaplama yönteminin ve sonrasında uygulanan difüzyon tavlaması işleminin yapısal, aşınma ve korozyon özellikleri üzerindeki etkilerini incelemektedir. Tez kapsamında, DC01 çelik numuneler sıcak daldırma galvaniz kaplama ve elektrogalvaniz kaplama işlemine tabi tutulmuş ve ardından farklı difüzyon tavlaması sıcaklıklarına maruz bırakılmıştır. Çalışmada kullanılan DC01 çeliği, sıcak daldırma galvaniz kaplanıp 500°C, 550°C ve 600°C'de difüzyon tavlaması yapılmış ve aynı şekilde DC01 çeliği elektrogalvaniz kaplanıp aynı sıcaklıklarda difüzyon tavlaması işlemine tabi tutulmuştur. Numuneler, kaplama tipine ve difüzyon tavlaması sıcaklıklarına göre SDG-500, SDG-550, SDG-600, EG-500, EG-550 ve EG-600 şeklinde kodlandırılmıştır. Kaplama işleminin ve kaplama sonrası uygulanan difüzyon tavlamasının, numunelerin yüzey morfolojisi, kaplama kalınlıkları ve kesitleri üzerindeki etkileri EDS donanımlı taramalı elektron mikroskopu (SEM) aracılığıyla incelenmiştir. Numunelerin faz analizleri X-ışını difraktometresi (XRD) ile yapılmıştır. Numunelerin aşınma testleri, karşıt hareketli aşınma test cihazıyla yapılmış ve sürtünme katsayısı verileri elde edilmiştir. Numunelerin korozyon performansları ASTM B117 standardına göre tuz sisi testi ile gerçekleştirilmiştir. Kesit incelemeleri, elektrogalvaniz kaplamanın daha homojen ve tekdüze bir yapı sunduğunu, sıcak daldırma galvaniz kaplama numunelerinin kaplama kalınlığının elektrogalvaniz kaplama numunelerinden daha büyük olduğunu ortaya koymuştur. XRD analizi sonuçlarına göre, SDG numunesinde η-Zn(Fe), α-Fe(Zn), δ-FeZn10 ve ζ-FeZn13 fazları görülürken, EG numunesinde η-Zn(Fe), δ-FeZn10 ve α-Fe(Zn) fazları tespit edilmiştir. Difüzyon tavlaması yapılan SDG numunelerinde η-Zn(Fe), α-Fe(Zn), δ-FeZn10, ζ-FeZn13, Г-Fe3Zn10 ve ZnO fazları gözlenirken, difüzyon tavlaması yapılan EG numunelerinde η-Zn(Fe), δ-FeZn10, α-Fe(Zn), ζ-FeZn13 ve ZnO fazları tespit edilmiştir. EG-550 ve EG-600 numunelerinde bu fazlara ek olarak Γ1-Fe5Zn21 fazı da tespit edilmiştir. Aşınma sonuçları irdelendiğinde, EG-550 ve EG-600 numunelerinin diğer tüm kaplamalı numunelere göre aşınma izi genişliklerinin ve ortalama sürtünme katsayılarının daha düşük olduğu görülmüştür. Korozyon testi sonuçları incelendiğinde, korozyon sonrası yüzey görünümleri dikkate alındığında SDG-550 numunesinin en iyi korozyon direncini sunduğu değerlendirilmiştir. Her ne kadar SDG ve EG numunelerinin korozyon sonrası yüzey görünümleri benzerlik gösterse de taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntülerine bakıldığında, EG numunesinde iğneli bir yapı tespit edilmiştir. Ancak, SDG numunesinde bu yapı keskin olmayan bir yapıdadır. Aşınma testleri sonuçlarına göre, EG-550 ve EG-600 numunelerinin diğerlerine kıyasla daha düşük aşınma izi genişliği ve sürtünme katsayısı sunduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar ile EG-550 ve EG-600 numunelerinin aşınma direncinin geliştiği, korozyon testi sonuçlarına göre ise, SDG-550 numunesinin korozyon direncinin geliştiği söylenebilmektedir.
Alaşım nanokubbelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması (YZRS), biyolojik ve biyolojik olmayan moleküllerin ve yapıların karakterizasyonu için ortaya çıkan analitik bir tekniktir. Ayarlanabilen plazmonik nanoyapıların üretilmesi, elektromanyetik zenginleştirmenin YZRS zenginleştirme mekanizmasına önemli katkıları nedeniyle yeni YZRS substratlarının tasarımı için odak noktasıdır. Bu tezde, metal türleri ve metal derişimleri değiştirilerek ayarlanabilir plazmonik özelliklere sahip Au-Ag, Au-Cu ve Ag-Cu alaşım nanokubbelerin hazırlanması için yeni bir yaklaşım gösterildi. İlk olarak, polidimetiksiloksan (PDMS) yüzeyinde bir kalıp elde etmek için, iletim derleme yöntemi ile bir cam lam üzerine düzenli bir şekilde lateks partikülleri (1600 nm) biriktirildi. Daha sonra PDMS yüzeyinde nanoçukurcuklar elde etmek için lateks ince film üzerine PDMS döküldü. PDMS üzerinde elde edilen nanoçukurcuklar alaşım nanokubbelerin hazırlanması için kalıp olarak kullanıldı. Farklı metaller ve metal derişimlere sahip alaşım nanokubbeleri, ilgilenilen metallerin elektrokimyasal olarak birlikte çöktürülmesi ile nanoçukurcuklar doldurularak elde edildi. Hazırlanan tüm alaşımlarının yapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskopu (AFM) kullanılarak karakterize edildi. YZRS hazırlanan alaşımların optiksel karakterizasyonunda kullanıldı. Elde edilen sonuçlar, alaşımların YZRS performansları, alaşımdaki hem metalin türüne hem de metal derişimine bağlı olduğunu gösterdi Anahtar Kelimeler: YZRS, Alaşımlar, Bimetalik, Nanokubbeler, Elektrokimyasal Kaplama
Galvanoteknik kaplama banyolarında verimliliğin arttırılması veanahtarlamalı güç kaynağı tasarımı
Galvanoteknik kaplama materyallerin korozyona karşı korunması, görünümünün iyileştirilmesi ve dayanıklılığının artırılması için kullanılmaktadır. Bu çalışmada esnek ambalaj sektörüne baskı silindiri sağlayan, prosesinde bakır ve krom kaplama banyolarında galvanoteknik kaplama işlemi gerçekleştiren üretim bölümdeki kaplama banyoları üzerine üretim kalite ve verimliliklerinin arttırılmasına yönelik tasarımlar yapılmış, uygulamalar gerçekleştirilmiş, durumlar ve sonuçları incelemiştir. Üretim bölümümde bulunan krom kaplama banyoları elektrik akım baraları üzerine kurulan şönt dirençler ile akımları ölçülmüş, şönt dirençlerden alınan akım bilgileri öncelikle ENDA 242 sinyal dönüştürücülerden 0-10 V analog sinyale dönüştürülerek Siemens S7-1200 programlanabilir lojik denetleyiciye (PLC) aktarılmıştır. PLC üzerinde yazılan program ve programa insan makine arayüzü (HMI) vasıtasıyla girilen limit değerlerine göre makine üzerinden ölçülen akım değerlerinin farkları hesaplanmış, uyarı ve alarm limitlerine göre sistemin çalışanlara akım durumları bilgisini vermesi sağlanmıştır. Akım ölçümünün yanında kaplama kalitesine etki edebilecek pH, sıcaklık ve solisyon miktarı değerleri sensörler ile ölçülmüş Arduino Nano kontrol kartında işlenerek analog sinyal olarak yine PLC'ye gönderilmiştir. PLC'de akım değerlendirildiği gibi bu değerler de değerlendirilerek proses limit değerlerine göre uyarı vermesi sağlanmıştır. Ölçüm ve kontrol sistemine ek olarak kaplama banyolarında kullanılabilecek özelliklerde anahtarlamalı güç kaynağı (SMPS) tasarımı ve prototip uygulaması gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan tam dalga doğrultuculu girişi 230 V AC ve çıkışı 12 V 10 A DC olan SMPS devresi kaplama prosesinde kullanılabilecek kapasitede güce sahip olabilecek SMPS'lere benzetim yapılarak devre haline getirilmiştir. Anahtarlama elemanı olarak metal oksit yarı iletken alan etkili transistör (MOSFET) kullanılmıştır. Bu MOSFET'ler 31 kHz ile Arduino Mega üzerinden tetiklenmiştir. Kaplama banyolarında standart tip redresörlerin yerine SMPS'lerin kullanılması ile akım ve gerilim dalgalanmalarının daha az olması sağlanabilmiştir. Çalışmanın sonucunda geliştirilen PLC'li uyarı sistemi ve SMPS ile kaplama banyolarındaki verimlilik artışı gerçekleştirilebilmiştir.
Plastik enjeksiyon kalıp imalatında kullanılan çeliklerin farklı yüzey işlemleri ile korozyon dayanımının artırılması
Molds, which play an important role in mass production, are scrapped before reaching the production amount targeted by the manufacturers due to wrong material selection and incorrect surface treatment. During this process, the need for maintenance in molds increases due to problems such as corrosion and wear. Production costs increase due to production stoppages, mold maintenance and inability to reach targeted production quantities. When choosing a material, the effects and problems that both the plastic raw material and the mold steel will be exposed to should be taken into consideration. Research and studies aim to improve wear resistance, corrosion resistance and strength with appropriate surface treatments, as well as correct material selection. In this way, it is possible to ensure that the molds have a longer life and do not require maintenance in longer periods. In this study, a literature study was conducted on plastics and plastic mold steels that are frequently used in the molding industry. In addition, the selection of appropriate plastic mold steels and the surface treatments applied on them were examined according to the types of plastic used. In addition, experiments were carried out on the selection of appropriate mold steel by comparing the corrosion resistance of plastic injection mold steels with material numbers 1.2311 and 1.2316, surface treatments, wear tests.
Kesici takım yüzey kaplaması ve yağlayıcının talaşlı imalat prosesine etkisi
Talaşlı imalat, kesici takımların, istenilen iş parçasına, istenilen boyut ve toleransları kazandırmak amacıyla yapılan işlemdir. Sanayide otomotiv sektöründen, kalıp sektörüne pek çok alanda kullanılmaktadır. Talaşlı imalatın temel prensibi, kesici takımın belirli bir kuvvet ve ilerleme ile iş parçası yüzeyinden talaş kaldırması eylemidir. İş parçasının, kesici takımın ve istenilen boyutların durumuna göre takım tezgahları değişkenlik göstermektedir. Talaşlı imalat sonrasında oluşan talaş, kesici takım kesici ağızları, iş parçası yüzey pürüzlülükleri ve iş parçası boyutları, talaşlı imalatı iyileştirme konuları arasında yerini almaktadır. Yapılan tez çalışmasında, öncelikle soğutmanın yapılmadığı kuru talaşlı imalat şartları, %3 bor yağı içeren emülsiyon soğutması ve %5 bor yağı içeren emülsiyon soğutma koşulları kıyaslaması yapılmıştır. Talaşlı imalat iki ayrı iş parçası üzerinden, CuZn39PbAl-C (CC757S) alaşımı ile AISI 1040 çeliği yüzey frezeleme operasyonu olarak gerçekleştirilmiştir. Yüzey frezeleme operasyonu, çap 8 mm, 4 kesme ağzına sahip kaplamasız tungsten karbür frezeler ile aynı şartlarda AlCrN kaplamalı frezeler kullanılarak dik işlem tezgahında yapılmıştır. İş parçaları kendi içlerinde ayrı ayrı hem soğutma koşulu hem de AlCrN kaplamalı ve kaplamasız frezeler ile değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler, takım tezgahı enerji tüketimi, iş parçası yüzey sertliği, yüzey pürüzlülüğü ve kesici takım ile talaş sonuçları üzerinden yapılmıştır. Çalışma sonucunda, kuru kesim şartlarının her iş parçasının talaşlı imalatında olumsuz sonuçlar verdiği, %3 bor yağlı soğutma şartlarının ise %5 bor yağlı soğutma şartlarına yakın ve daha olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür. Bunun yanında AlCrN kaplamalı kesici takımlardan elde edilen veriler, enerji tüketimi, yüzey pürüzlülüğü, yüzey sertliği ve takım ömürleri kapsamında daha iyi sonuçlar vermiştir. Bu bağlamda en iyi işlem koşulları, pirinç alaşım için AlCrN kaplamalı frezeler ile %3 bor yağlı soğutma koşullarında, AISI 1040 çeliği için de AlCrN kaplamalı frezeler ile %3 bor yağlı soğutma koşullarında olduğu gözlemlenmiştir.
Bağlantı elemanı kaplama işlemindeki hidrojen gevrekliği ve karbon ayak izi araştırması
Bu tez çalışması, iki farklı çelik alaşımı kullanılarak, soğuk dövme yöntemi ile üretilmiş cıvata ürünleri üzerinde, elektrolitik kaplama sırasında oluşan hidrojen gevrekliği riskini önleyici ve giderici sistemler oluşturmayı amaçlamaktadır. Çalışma sırasında, 12.9 kalite ve daha yüksek mukavemetli çelik alaşımı kullanılarak imal edilen bağlantı elemanları üzerinde sıklıkla meydana gelen hidrojen gevrekliği (HE) riskini azaltmak için banyo ve fırınlama süresi parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Ayrıca, soğuk şekillendirme sırasında kullanılan hammadde alaşımı, soğuk şekillendirme, ısıl işlem ve kaplama parametreleri ve difüze olabilecek hidrojen atomu yoğunluğu gibi değişkenler üzerinde optimum düzey belirlenerek, hidrojen gevrekliği oluşma riski minimize edilmeye çalışılmıştır. Bu doğrultuda, çinko nikel G2, çinko nikel sprint, çinko alkali ve çinko asidik olmak üzere 4 farklı kaplama prosesinin ve proses parametrelerinin hidrojen gevrekliği üzerine etkisi incelenmiştir. Mikroyapısal ve mekanik analizler sonucunda kaplama türlerinin hidrojen gevrekliği üzerine olan etkisi sayısal olarak ortaya konulmuştur. Kaplama verimi, kaplama süresi ve kaplama banyolarındaki hidrojen varlığı analiz edilmiş ve proseslerin hidrojen gevrekliği riskleri değerlendirilmiştir. Kaplama proseslerinin kimyasal ve enerji tüketimleri göz önüne alınarak karbon ayak izi oluşumu değerlendirilmiştir. Böylelikle, karbon ayak izinin minimize edilmesini sağlayacak yenilikçi bir proses geliştirilmiştir.
2365 ile 2344 çeliklerinin plazma elektroliz tekniğiyle borlanması ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Sanayi kuruluşları kalite politikaları gereği ve üretim maliyetlerini en aza indirmek için uzunömürlü, dayanıklı ve ekonomik malzemeler kullanmak isterler. Özellikle kalıp ve metalsanayinde en çok kullanımı olan çelik malzemeler kullanıldıkları işlem sırasında, yükseksıcaklık, aşınma, metal yorgunluğu ve stresi gibi birçok tahrip edici etkilere maruz kalırlar. Buetkiler sonucu yüzeyi bozulan veya işlem göremez duruma gelen çelikler, üretim maliyetiaçısından büyük sorunlar teşkil etmektedir. Sanayi sistemlerinde iş gören bu çelik malzemelerinkullanım ömrünü artırmak için yüzey modifikasyonlarına ihtiyaç duyulur. Günümüzde malzemeyüzey modifikasyonu ile yüzey iyileştirilmesi çok ilgi çeken bir konudur. Gerek ekonomik açıdanüstünlüğü gerekse üretim kalitesine yapacağı katkılardan ötürü yüzey modifikasyonlarına büyükbütçeler ayrılmaktadır. Yüzey modifikasyon işlemlerine ilginin artması beraberinde yeni yüzeyiyileştirme tekniklerini getirmiştir. Son yıllarda yüzey iyileştirme için plazma ortamınınkullanılması yaygın bir çalışma konusudur. Plazma ortamının sağlandığı koşullara göre değişikadlandırılmaların kullanıldığı bu çalışma konusunda genel amaç, yüksek sertlikte bir yüzey eldeetmek, malzemenin aşınma ve korozyon dayanımını artırmaktır.Bu tez çalışmasında pulslu plazma elektroliz tekniği kullanılarak, sıcak takım ve kalıp çelikleriolarak yaygın kullanımı olan 2365 ile 2344 çelikleri yüzeyine borlama işlemi yapılmıştır.Çalışmada, plazma elektrolitik borlama (PEB) tekniğinin uygulandığı çelik örnekler seçilirken,PEB işlemi sonrasında geliştirilen yüzey özellikleri ile sanayi uygulamalarında kullanım ömrünüve verimini arttırmak hedeflenmiştir. Deney düzeneğine uygun olacak şekilde 15mm çapında ve5mm yüksekliğinde özel olarak hazırlanan çelik silindir örnekler PEB işlemi öncesi zımparalamave parlatma işlemlerinden geçirilmişlerdir. Pulslu plazma ortamı sağlaması için özel olarakdizayn edilmiş deney düzeneğinde, çalışma parametreleri olarak iki farklı işlem süresi ve ikifarklı elektrolit konsantrasyonu kullanılmıştır. PEB işlem sonrası malzemelerde oluşturulan borlutabakanın yapı özelliklerinin araştırılması için, taramalı elektron mikroskopisi (SEM), x- ışınlarıdifraksiyonu (XRD) ve enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi (EDAX) teknikleri kullanılmıştır.Çelik yüzeyinde oluşturulan borlu tabakanın tribolojik performansındaki değişimler içinmikrosertlik ölçümleri, aşınma testi, yüzey sürtünme katsayısı tayini ve yüzey pürüzlülükdeğerleri incelenmiştir.Deneysel süreç sonrasında yapılan yapı ve tribolojik analiz işlemleri sonucunda; tezçalışmasının, literatürde belirtilen çalışmalarla uyumlu olduğu görülmüştür. SEMgörüntülerinden elde edilen ortalama tabaka kalınlıkları incelendiğinde, işlem süresiuzatıldığında tabaka kalınlığının arttırıldığı ayrıca elektrolit konsantrasyonunun artırılmasının databaka kalınlığını arttırdığı sonucuna varılmıştır. XRD analiz işlemi sonucunda 44 ve 65derecelerde görülen piklerin daha önce literatürde belirtildiği gibi FeB yapıya ait olduğudüşünülmektedir. Çelik örneklerin kesitlerinden alınan mikrosertlik değerleri incelendiğinde,tabaka sertlik değerlerinin 1200 ? 1600 HV arasında olduğu görülmüştür.Aynı konsantrasyonda işlem süresinin uzatılmasının, tabaka sertliğini arttırıcı bir etki yaptığı sonucuna varılmıştır.Sanayide sıcak takım çelikleri olarak yaygın kullanılan 2365 ve 2344 çeliklerine plazmaelektrolitik borlama tekniği ile borlama işleminin yapılması sonucunda, aşınma miktarlarındaönemli bir azalma sağlanmıştır. 2365 çeliği üzerine yapılan borlama işlemi sonrasında, %10elektrolit konsantrasyonunda uzun işlem gören örneğin aşınma dayanımında ana malzemeyegöre 5-6 katlık bir iyileştirme sağlanmıştır. Plazma elektrolitik borlama tekniği ile borlamanın,yüzey pürüzlülük değerine olan etkisi önemli bir konudur. Endüstriyel kullanım olanaklarının gözönünde bulundurulduğu bu çalışmada, çelik örneklerin yüzey pürüzlülük değerlerindeki bu artışve değişken değerlerin olması istenmeyen bir durumdur. Sanayi şirketlerinin kalite politikalarıgereği, tez çalışmasında kullanılan 2365 ve 2344 çeliklerinin aşınması durumunda geridönüşüme gönderildiği göz önüne alındığında, yapılan çalışmanın ekonomik açıdan önemioldukça büyüktür.Anahtar Kelimeler: Yüzey Kaplama, Plazma Elektroliz, Borlama, Yüzey Karakterizasyon,Tribolojik Özellikler
Mil kaplama kalınlığının otomotiv turboşarjının dinamik davranışlarına etkisi
Turboşarj, otomotiv motorlarına takılan, atmosferik basınçtaki havayı alıp, daha yüksek bir basınca sıkıştırıp, giriş valfleri aracılığıyla basınçlı havayı motora vererek performansı ve verimliliği artırmak için kullanılan sistemdir. Çoğu durumda kaymalı yataklarla desteklenen bir mille birbirine bağlanan türbin ve kompresör pervanesinden oluşur. Mil, turboşarj sisteminin en önemli bileşenlerinden biridir ve yüksek hızda çalışır. Mil titreşimleri doğal bir olgudur ve çevredeki yapıya doğru hareket ederek turboşarj sisteminin kararlılığını ve güvenilirliğini etkiler. Sistemin titreşimini etkileyen parametreler arasında uygun mil malzemesi özelliğinin seçimi kritik bir parametredir. Bu çalışma, AISI 4140 alaşımlı çelikten imal edilen mil için her biri sırasıyla 2, 4 ve 6 µm kalınlığa sahip Alüminyum Krom Nitrür (AlCrN), Titanyum Nitrür (TiN) ve Alüminyum Titanyum Nitrür (AlTiN) dahil olmak üzere farklı türdeki kaplama malzemeleri kullanılarak mil titreşiminin azaltılmasının mümkün olup olmadığını araştırmaya odaklanmaktadır. Kaplamalı ve kaplamasız turboşarj milinin rezonans frekansları, sönümleme ve mod şekilleri gibi doğal titreşim özellikleri, turboşarj milinin önceden tanımlanmış bir matematiksel modeli kullanılarak verilerin eğriye uydurulmasıyla ilgili olan Frekans Tepki Fonksiyonu ölçümleri yoluyla Deneysel Modal Analiz yapılarak elde edildi. Sonuçlar Sonlu Elemanlar Yöntemi ile sayısal olarak doğrulandı. Genel sonuçlardan, AlCrN, TiN, AlTiN kaplama kalınlıklarının rezonans frekansları üzerinde küçük bir etkiye sahip olduğu, ancak iyi bir sönümleme etkisi olduğu gözlemlendi. Turboşarj milinin rezonans frekanslarındaki rezonans tepkisi, özellikle sırasıyla 6 ve 4 µm kalınlığa sahip AlCrN ve AlTiN kaplama ile önemli ölçüde bastırıldığı gözlemlendi. Ayrıca AISI 4140 mil malzemesi özelliklerinde 70 adet numune hazırlanarak 2, 4 ve 6 µm kalınlığa sahip AlCrN, TiN ve AlTiN kaplamaların mekanik ve tribolojik özellikleri incelendi. Kaplama yüzeyi, numune kesitinden kaplama kalınlığı ve aşınmış yüzeyler taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edildi. X-Işını difraksiyonu ile PVD kaplamaların faz yapıları analizi edildi ve kaplamaların kristal boyutu ve kafes bozulması hesaplandı. Kaplamalara mikro sertlik testleri yapıldı. Tribolojik ölçümler için yağlı ve yağsız ortamlarda pi-on-disk testleri yapıldı. Test sonuçlarına göre; kaplamaların aşınma oranı ve sürtünme katsayısında azalmaya neden olduğu görüldü. Yağlı ortamda 2 µm, yağsız ortamda 4 µm kalınlığa sahip sırasıyla TiN ve AlCrN kaplamaların en düşük sürtünme katsayısına sahip olduğu görüldü. Maksimum sertliğe ve güçlendirme içeriğine sahip 6 µm kalınlığındaki TİN kaplamanın en düşük aşınma iz genişliği gösterdiği görüldü.