684
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Mekanik alaşımlama yöntemiyle bor nitrür nanotüpün üretim parametrelerinin araştırılması
Bu çalışmada, Bor Nitrür Nanotüpler mekanik alaşımlama yöntemi ile başarı ile sentezlenmiştir. Bu proses iki adımda gerçekleştirilmiştir. İlk adım, başlangıç tozlarının (a-B, h-BN) öğütülmesi işlemidir. Öğütme işlemi sayesinde başlangıç tozları ikinci adımda nanotüplere dönüşmektedirler. Öğütme işlemi bir planeter bilyeli değirmende farklı öğütme parametreleri seçilerek gerçekleştirilmiştir. Bu öğütme parametreleri, öğütme devri 450-850 rpm, bilye/toz oranı 16/1-32/1-64/1, uzun öğütme süreleri 4-5-6-7 sa. ve kısa öğütme süreleri 15-30-45-60-120 dk., öğütme atmosferi N2-NH3?dür.Öğütülen tozlardan XRD (X-ışını difraksiyon analizi) alınmıştır. Böylece öğütme süresince başlangıç tozlarında meydana gelen amorflaşma miktarı ve partikül boyutu değişimleri tespit edilmiştir. Çalışmadaki ikinci adım ise, öğütülmüş tozların seçilen sıcaklıklarda tavlanması işlemidir. Bu amaçla, öğütülen tozlar farklı tavlama parametreleri kullanılarak tavlanmıştır. Bu tavlama parametreleri tavlama atmosferleri NH3+N2-NH3+Ar- NH3-N2-Ar, tavlama sıcaklığı 1100°C-1300°C-1500°C, tavlama süresi 2-4-6h.?dir. Böylece nanotüp dönüşümü sağlanmıştır. Yüksek miktarda BNNT oluşumu için ideal şartlar 850 rpm, 32/1 bilye/toz oranı N2 atmosferinde 2 sa. öğütme, NH3+N2 ( a-B için), NH3+Ar ( h-BN için ) atmosferlerinde 1300°C, 2h tavlamadır. Tavlama sonucu elde edilen numuneler üzerinde XRD, HR-TEM, EDS incelemeleri yapılmıştır. XRD ve HR-TEM sonuçları ile yapıda nano tüp oluşup oluşmadığı ve nano tüplerin çapları, boyları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar mekanik alaşımlama yöntemi ile bor nitrür nano tüplerin üretilebildiğini kanıtlamıştır.
Enerjik malzemelerden RDX'in ve yeni türevlerinin duyarsızlık ve patlayıcı performans analizleri
Enerjik malzemeler için "duyarsızlık" kavramı gerek taşıma ve saklama kolaylığı ve gerekse güvenlik açısından oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasında, literatürde özellikleri iyi bilinen ve ikincil patlayıcı olarak yaygın olarak kullanılan RDX (1,3,5-Trinitroperhidro-1,3,5-triazin) enerjik malzemesi, RDX halkasındaki azot ve karbon atomlarına değişik şekillerde amin grubu (‒NH2) takılarak ve türevlendirilerek, daha duyarsız hale getirilmeye çalışılmıştır. Çalışmalar hesaplamalı (computational) olarak Gaussian 09 programı ile gerçekleştirilmiş olup, hesap yöntemi olarak DFT UB3LYP/6-31+G(d,p) seçilmiştir. RDX halkasındaki bir azot atomunun aminlenmesiyle RDX1, iki azot atomunun aminlenmesiyle RDX2, üç azot atomunun aminlenmesiyle RDX3 türevleri elde edilmiştir. Benzer şekilde halkadaki bir karbon atomunun aminlenmesi RDX4'ü, iki karbon atomunun aminlenmesi RDX5'i, üç karbon atomunun aminlenmesi ise RDX6'yı oluşturmuştur. RDX1-6 arası türevlerin duyarsızlıkları bağ ayrışma enerjileri hesaplanarak, patlayıcı performansları temelde kristal yoğunlukları ve standart molar oluşum entalpileri hesaplanarak ve bu değerleri Kamlet-Jacobs eşitliklerinde yerine koyarak, % patlayıcı güç indeksi değerleri ise patlama sonrası açığa çıkan ısıl değerler ve gram patlayıcı başına düşen üretilen gaz hacimleri hesaplanarak bulunmuştur. Bu hesaplamalar neticesinde, duyarsızlık anlamında, RDX3 enerjik malzemesi RDX'e göre en avantajlı türev olarak seçilmiştir. Bunun yanında, bu malzemenin patlayıcı performansında ve % güç indeksi değerinde, RDX'e göre düşüş gözlemlenmiştir.
Mekanik alaşımlama yöntemi ile FeCrC takviyeli Ni esaslı kompozit üretimi
M7C3 ile takviyelendirilmiş intermetalik matrisli Ni-Al kompozitleri, mekanik alaşımlama işlemi ile Ni, Al ve M7C3 taneciklerinin katı hal reaksiyonu yoluyla üretildi. 100 μm boyutundaki Ni, Al ve M7C3 tozları karıştırılıp, mekanik alaşımlandı ve preslenip, fırında sinterlendi. M7C3 , Ni ve Al'nin birlikte sentezlenmesi sonrasında Fe, Cr ve Al içeren α-Ni fazı matris olarak teşekkül etmiştir. Takviye olarak nano boyuttaki Ni3Al intermetalikleri, M7C3 karbürleri ile beraber yapıda homojen olarak dağıldı. Yapıda oluşumu istenmeyen NiAl intermetaliklerinin oluşumunu engellenmiştir. Mekanik alaşımlanmış kararsız M7C3 tanecikleri mekanik alaşımlama ve sinter esnasında matris içerisinde kısmen çözülmüştür. Kompozitlerin morfolojisi M7C3 karbürlerinin çözünme oranına ve sinter sıcaklığına bağlı olarak değişmiştir.
Dubleks paslanmaz çeliğin Ni3Al ile kaplanabilirliğinin araştırılması.
Dubleks paslanmaz çelikler mikro yapılarında genelde eşit oranlarda ferrit ve östenit içerir. Korozyona karşı performansı içerdikleri alaşımlara göre farklılık göstermektedir. Dublex paslanmaz çelikler östenitik paslanmaz çeliklere göre daha yüksek bir mukavemete sahip olmakla birlikte, bölgesel korozyonlara karşı özellikle çekirdeklenme, çatlak ve stres korozyonuna karşı östenitiklerden daha iyi bir dayanıma sahiptirler. Dublex paslanmaz çeliklerde %19 - %28 arasında olan yüksek orandaki krom, %5 'e kadar bulunan molibden ve östenitiklere göre daha düşük oranlarda olan nikel içerikleri sayesinde daha dayanıklıdır. Dublex paslanmaz çeliklerin en önemli kısıtlayıcı özelliği yüksek sıcaklıklarda ve çok düşük sıcaklıklarda kırılganlaşmalarıdır. Özellikle 300 °C 'nin üzerinde ve -50 °C 'nin altında kısa bir süre dahi çalışılırsa, dublex çelikler kırılganlaşır ve tekrar tavlama ihtiyacı doğar. En yaygın olarak bilinen dublex paslanmaz çelikler 2205 kalitedir. Dubleks paslanmaz çelikler Türkiye'de ve dünyada son zamanlarda kullanımı büyük bir artış gösteren bir malzemedir. Dubleks paslanmaz çelik, 304 ve 316 kalite paslanmaz çeliklere benzer özellikler göstermesinin yanı sıra, dayanıklılık değerleri (akma, kopma ve burulma) oldukça yüksek seviyede olduğu için sağlamlığın ve hafifliğin gerek duyulduğu birçok alanda kullanılmaya başlanmıştır. Bu paslanmaz çelikler diğer çeliklere oranla kilogram başı maliyet açısından daha yüksek olsa bile daha ince malzemelerde bile yüksek dayanıklılık seviyesine ulaşabildiği için fiyat/performans açısından öne çıkan bir üründür. Sağlamlık, esneklik ve dayanıklılık gerektiren alanlarda sıklıkla kullanılan bu çelikler, pompa millerinde, tekne şaftlarında, pervane yapımında, özel hidroelektrik santrallerinde, gıda sektöründe, kimya sektöründe ve makine üretiminde kullanılmaktadır. Dubleks paslanmaz çelikler, östenitik paslanmaz çelikler kadar esnek olmanın yanında oldukça yüksek derecede mekanik dayanıma ve korozyon direncine sahiptir. Bu sebepler dolayısıyla kalitenin, hafifliğin, sağlamlılığın arandığı her yerde bu paslanmaz çelik malzemelerin kullanılması tavsiye edilmektedir [7]. Reaksiyon hızı çok yüksektir. Dolayısıyla, oluşturulan reaksiyon ısısı kullanılarak hem bileşik oluşturmak hem de aynı anda kaplanacak yüzeyle birleşme sağlanması SHS ile kaplama yönteminin esasını oluşturmaktadır [8]. Bu çalışmada, dublex paslanmaz çelik malzemeye SHS yöntemiyle Ni3Al tozu kaplanmıştır ve kaplamada kullanılan tozların üretiminde kullanılan basınç ve sıcaklık gibi parametrelerin kaynak üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kaplanmış malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla numunelere mikrosertlik testleri uygulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda; seçilen malzeme SHS yöntemi ile kaplanmıştır. Kaplama malzemesi olarak kullanılacak metalik tozlar değişken parametrelerinden en uygun olanının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmanın birinci bölümünde, konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde, paslanmaz çelikler ve dubleks paslanmaz çelikler tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde, metallerarası bileşikler hakkında, dördüncü bölümde ise alüminyum esaslı intermetalik bileşikler hakkında bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde nikel alüminyum intermetalik fazların oluşum mekanizması anlatılmış ve altıncı bölümde nikel alüminatların reaktif işlenmesi anlatılmıştır. Yedinci bölümde nikel alüminid kaplamaların termodinamiği hakkında bilgi verilmiş, sekizinci bölümde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenerek deney sonuçları irdelenmiştir. Dokuzuncu ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar değerlendirilmiştir.
Metal toz ilavesiysiyle MAG kaynak yönteminin sert yüzey kaplama amaçlı kullanılabilirliği
Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında metal tozu ilavesiyle MAG kaynak yönteminin sert yüzey kaplama amaçlı kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmada AISI 1020 çelik levha, altlık malzeme olarak kullanılmış ve 4 farklı miktarda FeCrC (yüksek karbonlu) tozu özel bir aparatla ark bölgesine beslenmiştir. Kaplama işleminde 4 farklı akım kullanılmıştır. Bazı denemelerde FeCrC tozları 400 ᵒC ve 600 ᵒC 'ye ısıtıldıktan sonra kaplamalar yapılmıştır. Ayrıca bir numunede FeCrC tozu ile %4 grafit karışımı kaplama için kullanılmış ve kaplamadaki değişiklikler incelenmiştir. Yüzey kaplama işleminden sonra mikroyapı incelemesi, kimyasal ve X-Ray analizleri, sertlik ölçümleri ve abraziv aşınma testleri yapılmıştır. Sonuç olarak FeCrC toz miktarındaki artışla birlikte kaplamadaki krom ve karbon miktarının arttığı görülmüştür. Ayrıca tozlarda ön ısıtmanın kaplamaya geçen krom ve karbonun miktarındaki artışa olumlu etkisi olmuştur. Buna ek olarak FeCrC tozuna grafit takviyesi kaplamanın karbon içeriğini arttırmıştır. FeCrC tozundaki artışla beraber kaplamanın mikroyapısı martenzitten östenit+martenzit+kromkarbürlere dönüşmüştür. Benzer şekilde krom ve karbon artışıyla kaplamada sertlik değerleri ve abraziv aşınma direncinin arttığı görülmüştür.
Plazma ark yöntemiyle düşük karbonlu bir çeliğin farklı borürlerle kaplanabilirliği
Bu yüksek lisans tez çalışmasında plazma ark yüzey kaplama yöntemi kullanılarak düşük karbonlu bir çeliğin yüzeyi borürlerle (niyobyum borür ve vanadyum borür) kaplanmıştır. Plazma ark yüzey kaplama yönteminde, plazmayla meydana gelen çok yüksek ısıyla altlık malzeme yüzeyindeki tozun ergimesi sağlanmaktadır. Çalışmada bor kaynağı olarak ferrobor, Nb ve V kaynağı olarak ferroniobyum ve ferrovanadyum kullanılmıştır. Kaplamalarda hem niobyum borür hem de vanadyum borür oluşumu için beş farklı oranda toz kullanılmış olup, böylece farklı oranlarda borür içeren kaplamalar elde edilmiştir. Ayrıca, en yüksek borür içeriği için kromun etkisine de bakılmıştır. Yapılan kaplama çalışmaları sonrasında, kaplamalarda mikroyapısal incelemeler, elementel ve X-ışınları analizleri, sertlik ölçümleri ve abrasiv aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, kaplamadaki borür miktarındaki artışa bağlı olarak sertliklerin ve aşınma direncinin arttığı görülmüştür. Anahtar kelimeler: Plazma yüzey kaplama, Borür, Serlik, Aşınma direnci
Çelik ve kompozit malzemelerden üretilen kardan millerinde mekanik ve malzeme ömür verimliliğinin artırılması
Bu çalışmada temel olarak daha uzun bir servis ömrüne, yüksek mekanik ve malzeme özelliklerine sahip şaftların üretilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda; piyasada yaygın kullanılan mevcut çelik şaftlarda ısıl işlem yolu ile iyileştirmeler yapılmış, hasar analiz çalışmaları yürütülmüş ve ayrıca yeni gelişmekte olan kompozit şaftlar için tasarım ve üretim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çelik şaftların üretiminde yaygın olarak kullanılan AISI 4140 ve 4340 malzemeleri dikkate alınarak bu malzemelerde çoklu faz eldesi sağlayacak ısıl işlem süreçleri araştırılmış, elde edilen yapılara ait mikroyapı ve mekanik özellikler belirlenmiştir. Özellikle daha uzun yorulma ömrü ve daha az ısıl işlem kusurlu şaftların elde edilmesi açılarından üretim süreçleri optimize edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar, daha kusursuz mikroyapı ve üç kat daha yüksek yorulma ömrüne sahip şaft üretiminin gerçekleştiğini göstermiştir. Çelik şaftlara alternatif olabilecek polimer esaslı kompozit şaftların üretilmesi için iki farklı yöntem ile üretim yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. VARTM yöntemi ile üretimin, vakum torbalama yöntemine kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Ayrıca hibrit şaft tasarımı yapılarak fiyat/performans oranı yüksek şaftların üretilebileceği gösterilmiştir. Bununla birlikte hem çelik şaftlar hem de kompozit şaftlar için yapılan çalışmalar sonlu elemanlar yöntemi ile desteklenmiş, oluşturulan modellerin deneysel veriler ile uyumu araştırılmıştır.
Borürlerin aşılayıcı olarak yüksek kromlu beyaz dökme demirelerin aşınma direncine etkilerinin araştırılması
Yüksek kromlu beyaz dökme demirler mükemmel abraziv aşınma direncine sahiptirler. Bu nedenle birçok uygulama alanında artan miktarlarda kullanım bulmaktadırlar. En başarılı uygulamalardan biri darbe çubukları ve darbeli kırıcıların dövücü bloklarıdır. Bu uygulamalarda kullanılan malzemelerin aşınması maddi zararlara ve iş kayıplarına sebep olmaktadır. Bu nedenle daha sert ve aşınmaya daha dayanıklı malzemelerin geliştirilmesi gerekmektedir. Yüksek krom-molibden alaşımlı beyaz dökme demirler bu amaca en uygun malzeme gruplarından biridir. Döküm ile üretilen malzeme gruplarında aşılama, istenilen özelliklerin geliştirilebilmesi acısından çok önemlidir. Aşılamanın görevi, birincil östenit veya karbür çekirdekleşmesinin sayısını arttırmaktır. Böylece metalin yapısında homojen dağılımlı ve eşeksenli faz dokusunun oluşumu sağlar. Bu çalışmada farklı aşılayıcılar kullanılarak oluşturulacak olan birincil karbürler veya ötektik karbürlerin sayısının artırılması ve eşeksenli yapıda oluşturulmaları gibi karbür mikroyapısının da kontrol edilmesiyle M7C3 karbürlerinin yapısında özellikle Ti ve B içeriğinin eklenmesi sayesinde daha tok ve daha sert takviye elemanlarının oluşumunun sağlanması hedeflenmektedir.
Beton harcının basma ve eğme davranışlarına ferro-krom cüruf katkısının etkisi
Bu çalısmada, Elazıg Ferrokrom sletmesinden elde edilen curufun betonda basınç dayanımıve egilme mukavemeti üzerine etkileri incelenmistir. Bu amaçla maksimum tane çapı 4mm olanagrega ile hazırlanan beton karısımlarına çimento agırlıgının %3, %5, %7 ve %10'u seklinde olmaküzere degisen oranlarda curuf katılmıstır. Çalısma sabit slump altında yapılarak, deney numuneleri 3 ,7 ve 28 günlük basınç dayanımı ve egilme dayanımı deneylerine tabi tutulmustur. Elde edilensonuçlara göre çalısmada % 3 curuf katkılı betonların en yüksek basma ve egilme dayanıma ulastıgıve curufun betonda çimento katkı maddesi olarak %5'e kadar kullanılabilecegi belirlenmistir.Anahtar kelimeler: Curuf, Basınç Dayanımı, Beton.
Ötektik üstü yüksek kromlu beyaz dökme demirin iç yapı, aşınma ve darbe direnci özelliklerine 'tibal'in etkisi
Bu çalısmada iki farklı kompozisyondaki ötektik üstü yüksek kromlu beyaz dökme demiriniçyapı ve mekanik özelliklerine TiBAl asılayıcısı ve ısıl islemin etkileri incelenmistir. Numuneler%4.21 C , %17,2 Cr, %2.51 Mo ve %4.22C, %23.9Cr olmak üzere iki farklı kompozisyondaüretilmistir. Numunelerin mikroyapı incelemeleri optik ve taramalı elektron mikroskoplarındayapılmıstır. Faz ve karbürlerin tayini için matris ve karbürlerden analizler alınmıstır. Asınmadeneylerinde üç farklı yük (10N, 20N ve 30N) kullanılmıstır. Deney 10X10 mm lik sabit yüzeyalanına sahip numunelere uygulanmıstır. Asındırıcı olarak 180 mm çapındaki taslama tasıkullanılmıstır. Numunelerin agırlık kayıpları deney esnasında 10-5 hassasiyetli terazide tartılarak tepsiedilmistir. Sertlik deneyinde numunelerin her birinden en az üç ölçüm alınmıs ve ortalama degerleritespite edilmistir. Darbe deneyinde 10X10X50 mm boyutlarında V-çentikli numuneler hazırlanmıstır.Numunelerden elde edilen sonuçlar Fırat Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisligilaboratuarlarındaki Darbe Deney cihazında tespit edilmistir. Numuneler sabit sıcaklıkta (1000 oC) 1 ve2 saat olmak üzere iki farklı ısıl isleme tabi tutulmustur. Sonuç olarak farklı iki kompozisyona sahipnumunelere uygulanan farklı orandaki asılayıcı ve ısıl islemler sonucunda en iyi asınma direncini%1TiBAl ilave edilmis Mo içerikli ısıl islem görmemmis numune verirken, en kötü asınma direncini%3 TiBAl ilave edilmis Mo içermeyen 2 saat ısıl islemli numune vermistir.Anahtar kelimeler: Ötektik Üstü Yüksek kromlu Beyaz Dökme Demirler, Asılama, Asınma direnci.
Plak takılı bir dizin sonlu elemanlar metodu kullanarak üç boyutlu mekanik analizi
Diz ekleminde en sık görülen hastalık, içe dönük diz eklem bozukluğudur. Üst tibia osteotomisi, bu bozukluğun tedavisinde son yıllarda oldukça sık kullanılan cerrahi yöntemdir. Bu tedavi yönteminde plak ve vida kullanılmaktadır. Plak ve vida sistemlerinin vücut içindeki davranışları kesin olarak bilinmemektedir.Bu çalışmada, farklı plaklar takılmış beş sistemin katı modellenmesi ve sonlu elemanlar ile gerilme analizi çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar, yapılmış olan mekanik deneyler ile karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm için ANSYS paket programı kullanılmıştır.Yapılmış olan analizlerin büyük çoğunluğu mekanik deney ile uyumluluk göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Proksimal tibial osteotomi, Biyomekanik, Sonlu elemanlar metodu, ANSYS
Metal oksit katkılı yarı iletken malzemelerin üretilmesi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışması Sol Gel metoduyla hazırlanan Çinko oksit ve Kadmiyum oksit esaslı yarıiletken malzemelerin yapısal ve yarıiletkenlik özelliklerini içermektedir. ZnO ve CdO numuneleri Al ve Fe katkı maddeleri ile katkılandırılmıştır. Hazırlanan numunelerin yapısal, elektriksel ve optiksel özellikleri X-ışını difraksiyonu, Atomik Kuvvet Mikroskobu, optik absorpsiyon metodu ve elektriksel ölçümlerle karakterize edilmiştir.Elde edilen XRD sonuçları katkısız ve katkılı ZnO ve CdO numunelerinin sırasıyla hegzagonal ve kubik yapıya sahip olduğu görülmüştür. ZnO ve CdO numunelerinin tane boyutu XRD sonuçlarıyla hesaplanmış ve tane boyutunun Al ve Fe katkı maddeleri ile değiştiği bulunmuştur. Numunelerin yüzey analizi Atomik Kuvvet Mikroskobu ile belirlendi. Hazırlanan numunelerin yüzey morfolojisi, tanelerin ortalama boyutu, alanı ve hacmi AFM ile değerlendirilmiştir.Numunelerin optik band aralıkları optik absorpsiyon metodu ile hesaplanmış ve sonuçlar ZnO ve CdO numunelerin doğrudan band yapısına sahip olduğunu göstermiştir. Al ve Fe katkı maddeleri numunelerin optik band aralıklarını değiştirmiştir. Ayrıca numunelerin elektriksel iletkenliği sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçülmüştür. Numunelerin elektriksel iletkenliğinin sıcaklıkla arttığı görülmüş ve bu durumda katkısız ve katkılı ZnO ile CdO numunelerin yarıiletken özelliğe sahip olduklarını doğrulamıştır.
Titanyum ve bor içeren özlü tellerle yapılan kaplamaların mikroyapı ve aşınma özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada, demir esaslı TiB2 takviyeli sert yüzey kaplama için Fe-C-Ti-B içerikli dört farklı özlü tel üretilmiştir. Üretilen tellerde titanyum ve bor içeriği değişirken, diğer alaşım elementleri sabit tutulmuştur. İmal edilen özlü teller kullanılarak düşük karbonlu bir çeliğin (SAE) yüzeyi TİG kaynak yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Kaplama işleminden sonra kaplama bölgesinden numuneler çıkartılarak mikro yapı incelemeleri, sertlik ölçümleri ve abrasiv aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan mikro yapı incelemeleri sonucunda bütün kaplamlarda TiB2 fazının oluştuğu gözlenmiştir. Kaplamadaki Ti ve B miktarındaki artışla beraber oluşan TiB2 fazının görünümü küçük boyutlardaki altıgen ve dörtgen yapıdan iri çubuksu yapıya doğru değişmiştir. Yine Ti ve B miktarındaki artışla beraber, kaplama sertliği artmış, aşınma kaybı azalmıştır. Sonuç olarak, sertlik ve aşınma kaybı değerleri göz önünde bulundurulduğunda, en iyi sonucun %17.2 Ti ve %7.5 B içeriğinde elde edildiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: TiB2, Sertlik, Aşınma, Mikroyapı
Mekano-termal yöntem ile karbon nanotüp üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, mekano-termal yöntem kullanılarak karbon nanotüp üretimi iki adımda gerçekleştirilmiştir. İlk adım, grafit tozlarının öğütülmesi işlemidir. Öğütme işlemi sayesinde grafit tozları ikinci adımda nanotüplere dönüşmektedirler. Öğütme işlemini iki farklı değirmen kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kullanılan değirmenlerin devri veya genliği, toza uyguladıkları gerilme türü, öğütme süresi gibi öğütme parametreleri değiştirilerek nanotüp oluşumunda öğütmenin etkisi tespit edilmiştir. Öğütülen tozlar XRD incelemelerine tabi tutulmuş, böylece öğütme süresince grafitte meydana gelen amorflaşma miktarı ve diğer değişimler tespit edilmiştir. Bu çalışmadaki ikinci adım ise, öğütülmüş tozların yüksek sıcaklıklarda tavlanması işlemidir. Bu amaçla, öğütülen tozlar 1200 oC ve 1600 oC arasındaki farklı sıcaklıklarda tavlama işlemine tabi tutulmuşlardır ve böylece nanotüpe dönüşüm sağlanmıştır. Tavlama sonucu elde edilen numuneler üzerinde SEM, FE-SEM ve HR-TEM incelemeleri yapılmıştır. SEM, FE-SEM ve HR-TEM sonuçları ile yapıda nanotüp oluşup oluşmadığı ve nanotüplerin çapları, boyları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar mekano-termal yöntem ile karbon nanotüplerin üretilebildiğini kanıtlamıştır.Anahtar Kelimeler: Karbon Nanotüp, Yüksek Enerjili Öğütme, Mekano-Termal Yöntem, Grafitin Amorflaşması
Toz metalurjisi yöntemiyle yüzeyine karbür takviye edilmiş düşük karbonlu çeliklerin üretilmesi ve mikroyapısı
ÖZETYüksek Lisans TeziTOZ METALURJİSİ YÖNTEMİYLE YÜZEYİNE KARBÜR TAKVİYE EDİLMİŞ DÜŞÜKKARBONLU ÇELİKLERİN ÜRETİLMESİ VE MİKROYAPISISeval Hale MAHMUTOĞLUFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı2006, Sayfa :98Bu çalışmada yüzeyi farklı oranlarda grafit ve VC ile alaşımlandırılmış düşük karbonluçelikler toz metalurjisi yöntemi ile üretilmişlerdir. Çalışmada alaşımlı yüzeyin ve düşük karbonlu anamalzemenin bölgesinin toz karışımları ayrı ayrı hazırlanmıştır. Alaşımlı kısmı oluşturmak için grafitiçeriği %0.6 ve %1.2 ancak vanadyum karbür içeriği %5, %10, %15, %20 ve %25 olacak şekildedeğişen iki ayrı toz karışımı hazırlanmıştır. Numunelerin düşük karbonlu çelik kısmını oluşturmak içinise %0.2 grafit içeren Fe-grafit toz karışımı hazırlanmıştır.Kalıba önce düşük grafit içerikli tozlar veonun üzerine yüksek alaşımlı tozlar konularak oda sıcaklığında 800MPa basınç altında presleme işlemigerçekleştirilmiştir. Preslenme işleminden sonra preslenmiş numuneler 1200 oC'de 60 dk süre ilesinterlenmişlerdir. Sinterleme işleminden sonra elde edilen numunelerde mikroyapı incelemeleri(EDX, element dağılım haritası, X ışınları analizi dahil) ve sertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir.Mikroyapı incelemeleri sonucunda bütün numunelerde yüzey alaşımlanmış bölgeden düşük karbonluana malzemeye doğru mikroyapısal olarak dört bölge tespit edilmiştir. Bunlar yüksek alaşımlı bölge,kısmen alaşımlandırılmış bölge, geçiş bölgesi ve düşük karbonlu ana malzemedir. Özellikle geçişbölgesinin oluşumunda yüksek alaşımlı bölgeden düşük karbonlu bölgeye doğru meydana gelenkarbon difüzyonu neden olmuştur. Ayrıca karbon difüzyonu nedeniyle fonksiyonel olarak değişenmalzeme oluşumu da gerçekleşmiştir. Sertlik ölçümleri sonucunda en yüksek sertlikler vanadyumkarbür (V8C7) üzerinde elde edilmiş olup, düşük karbonlu ana malzemeye doğru düşüş göstermiştir.Sonuç olarak; bu çalışmayla yüzeyi alaşımlanmış fonksiyonel olarak değişen malzemelerin tozmetalurjisi yöntemi ile üretilebileceği gerek mikroyapısal gerekse sertlik ölçümleri ile gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Yüzey Kompoziti, Fonksiyonel Olarak Değişen Malzeme, TozMetalurjisi,Vanadyum Karbür, Mikro Yapı, Sertlik
Oksit takviyeli bakır kompozitin mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilmesi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
ÖZETYüksek Lisans TeziOKS T TAKV YEL BAKIR KOMPOZ T N MEKAN K ALAŞIMLAMA YÖNTEM LEÜRET LMES VE ELEKTR KSEL ÖZELL KLER N N NCELENMESÖmer GÜLERFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMalzeme Anabilim DalıBu çalışmada mekanik alaşımlamayla üretilen bakır esaslı kontak malzemelerininelektrik performansı incelenmiştir. Çeşitli oksitleri, farklı oranlarda, içeren bakır tozları 5 saatsüreyle planeter bilyeli değirmende öğütülmüştür. Mekanik alaşımlanan toz karışımları %1, %2, % 4 ve % 6 oranlarında ZnO, Al2O3 ve Y2O3 içermektedir. Alaşımlama işleminden sonra butozlar preslenmiş ve vakum altında 800 ºC' de sinterlenmişdir. Daha sonra, yoğunluğu arttırmakiçin bu numuneler 650 ºC' de % 75 oranında dövülmüştür. En iyi iletkenliği belirlemek için bunumuneler üzerinde elektrik iletkenliği deneyleri yapılmıştır. Sonuçlar, en iyi iletkenlik değerini% 4 oksit takviyeli numunelerin sergilediğini göstermiştir. Daha sonra bu numunelerin kontakperformansını tespit etmek için 3000, 6000, ve 9000 çevrim sayısında açma-kapama deneyiuygulanmıştır.Sonuçta hem en iyi iletkenliği hem de en iyi kontak performansını sırasıyla % 4 ZnO,% 4 Al2O3, % 4 Y2O3 takviyeli bakır kontaklardan elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Mekanik Alaşımlama, Elektrik Kontak Malzemeleri, Bakır
Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen metal matrisli kompozitlerde Ni3Al metaller arası bileşik takviyesinin aşınma davranışına etkilerinin araştırılması
Bu çalısmada; farklı matrislere farklı oranlarda Ni3Al metallerarası bilesigi takviye edilerek toz metalurjisi yöntemiyle üretilen kompozit malzemelerin kuru kayma asınma davranısları arastırılmıstır. Matris malzemesi olarak Al, Cu ve 2124Al alasım malzemeleri kullanılmıstır. Takviye olarak agırlıkça %5, 10, 15 oranlarında Ni3Al ilave edilmistir. Yaslandırma ısıl isleminin asınma davranısı üzerine etkilerini gözlemlemek amacıyla da 2124Al alasımlarına T6 ısıl islemi uygulanmıstır. Kuru kayma asınma testleri; 1500 m kayma mesafesi, 0.4 m/s hız sabit tutularak; 83, 100 ve 150 N'luk üç farklı yük ve 25, 50, 100, 150°C lik dört farklı degisken sıcaklık sartları altında pin-on-ring sistemi kullanılarak yapılmıstır. Asınma verileri agırlık kaybı ölçümlerine göre yapılmıstır. Tüm deney sartları için sürtünme katsayısı verileri alınmıstır. Asınmıs yüzeylerin SEM fotografı alınıp EDS analizleri yapılmıstır. Sonuçta; farklı yükler altında yapılan deneylerde; genel olarak yük arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Ayrıca takviye etkisinde takviye oranı arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Düsük yüklerde düsük takviye oranına sahip Cu-Ni3Al kompozitlerinde en iyi asınma direnci gözlenmistir. Yüksek yüklerde ise T6 ısıl islemi görmüs 2124Al-Ni3Al kompozitleri daha iyi sonuç vermistir. Takviyesiz matrislerde ise, düsük yüklerde ısıl islem görmüs 2124Al alasım matris yüksek asınma direnci göstermistir. Artan yük ile birlikte takviyesiz Cu matrisi daha iyi sonuç vermistir. Sıcaklık etkisinde; sıcaklık arttıkça genel olarak agırlık kaybı artmıstır. Takviye etkisinde ise takviye oranı arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Düsük sıcaklıklarda düsük takviye oranına sahip Cu matrisli kompozit malzemelerin yüksek asınma direnci vermistir. Yüksek sıcaklıklarda ise ısıl islem görmüs 2124Al alasım ? Ni3Al kompozitleri en iyi sonucu vermistir. Takviyesiz matrislerde düsük sıcaklıklarda takviyesiz 2124 Al alasım matrisi yüksek asınma direnci göstermistir. Yüksek sıcaklıklarda ise takviyesiz Cu matrisinde yüksek asınma direnci gözlenmistir. Anahtar Kelimeler: Metal matrisli kompozit malzemeler, Al, Cu, 2124Al alasımı, Ni3Al, asınma, sıcaklık
Bakır konverter cürufunun dikromatlı ortamda liçinin incelenmesi
nı ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ BAKIR KONVERTER CÜRUFUNUN DİKROMATLI ORTAMDA LİÇİNİN İNCELENMESİ Mustafa BOYRAZLI Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı 2001, Sayfa: 97 Sülfürlü minerallerden pirometalurjik olarak bakır üretimi sırasında genellikle atılan konverter cürufları bakır, kobalt ve çinko gibi değerli metalleri önemli miktarlarda içerirler. Bu metallerin geri kazanılması için konverter cürufunun değerlendirilmesi büyük önem arz eder ve bu amaç için genellikle hidrometalurjik ekstraksiyon işlemlerine başvurulur. Bu çalışmanın amacı, dikromat liçi ile konverter cürufundan metallerin ekstraksiyon özelliklerinin incelenmesidir. Bu amaçla öncelikle Ergani Bakır İşletmeleri (EBİ) ve Karadeniz Bakır İşletmeleri'nden (KBİ) temin edilen konverter cürufları kimyasal ve mineralojik açıdan karakterize edildi. Daha sonra bu cüruflardan metallerin ekstraksiyonu üzerine KaCr207 ve H2SO4 konsantrasyonu, sıcaklık, süre, partikül boyutu ve cüruf dozu gibi çeşitli parametrelerin etkileri incelendi. Ayrıca cüruflardan bakırın ekstraksiyonu için elde edilen deneysel veriler liç mekanizmasının açıklanması için çeşitli kinetik modellere uygulandı. Deney sonuçlan KaCr2O7 ve H2SO4 konsantrasyonlarının metallerin ekstraksiyonları üzerine önemli etkilerinin olduğunu göstermiştir. H2SO4 konsantrasyonunun arttırılmasıyla metal ekstraksiyon verimlerinin arttığı gözlendi. Diğer taraftan K2Cr207 konsantrasyonunun artmasıyla Cu ekstraksiyon verimlerirv artarken Co, Zn ve Fe ekstraksiyon verimleri, muhtemelen meydana gelen bazı hidroliz, çökme ve adsorpsiyon olayları nedeniyle kayda değer bir şekilde azalmaktadır. Ayrıca tüm metallerin ekstraksiyon verimleri artan sıcaklıkla ve süre ile ve azalan partikül boyutuyla artmaktadır. Bu prosesde yüksek oranda bir bakır ekstraksiyonunun elde edilebildiği söylenebilir. -200 mesh boyut fraksiyonuna sahip cüruf örneklerinin 10 g/l dozunda ve 70 °C'de 120 dk süreyle 0.1 M K2Cr207 ve 0.25 M H2S04 içeren çözeltilerle liçi sonrası EBİ cürufundan Cu, Co, Zn ve Fe'nin ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 99.66, % 42.09, % 49.86 ve % 27.59 olarak gerçekleşmiştir. Aynı şartlar altında KBİ cürufundan Cu, Zn ve Fe'nin ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 74.69, % 39.76 ve % 21.58 olarak gerçekleşmiştir. Yapılan kinetik çalışmalar her iki konverter cürufundan bakırın ekstraksiyonunun, bağıntısi l-3(l-X)2/3+2(l-X)=kt şeklinde olan poröz bir tabaka boyunca diffüzyon kontrolünün etkin olduğu bir küçülen çekirdek modeliyle iyi olarak temsil edildiğini göstermiştir. Bakırın ekstraksiyonu için Arhenius eşitliği ve farklı sıcaklıklarda elde edilen görünür hız sabitleri kullanılarak aktivasyon enerjileri belirlenmiştir. EBİ ve KBİ konverter cüruflarından bakırın ekstraksiyonu için aktivasyon enerjileri 25-70°C sıcaklık aralığı için sırasıyla 33.6 ve 28.28 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Son olarak, bakırın liç hızının K2Cr2C>7 başlangıç konsantrasyonuna bağlılığının EBİ ve KBİ konverter cürufları için sırasıyla birinci ve sıfırıncı mertebelerden olduğu bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Bakır konverter cürufu; Dikromat liçi; Metal kazanımı; Liç kinetiği
Yorulma, çatlak ilerlemesi ve çatlak davranışının nümerik analizi
Bu çalışmada yorulma çatlak ilerlemesi sayısal bir çözüm metodu olan sonlu elemanlar metodu ile modellenmiştir. Özellikle sünek malzemelerde lineer kırılma mekaniği çözümleri yetersiz kalmaktadır. Elasto-plastik yaklaşımlar ise çok karmaşık analitik çözümler gerektirmektedir. Sayısal metotlardan biri olan sonlu elemanlar metodu kullanılarak elosto- plastik yaklaşım çatlak ilerlemesi sırasında çatlak ucunda meydana gelen gerilmeler ve yer değiştirmeler incelenmiştir. Sonlu elemanlar ile çözüm amacıyla ANSYS paket programı kullanılmıştır. AISI 1070 ve 304 çelikleri için, merkez çatlaklı (CCT) numuneler üzerinde çalışıldı. Çatlak ilerlemesi sırasında, çatlak ucu civarındaki gerilme dağılımları gözlendi. Çatlak ucundaki gerilmenin mertebesi belli bir çevrim sayısına kadar uygulanan çevrim sayısı ile artış göstermiş daha sonra sabit kalmıştır. Bu durum malzemenin pekleşmesi ile yorumlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Kırılma mekaniği. Yorulma, Sonlu Elemanlar, Çatlak kapanması, ANSYS.
Ni3Al+B metaller arası bileşiğinin değişken sıcaklık şartlarında aşınma davranışının incelenmesi
I II ÖZET Yüksek Lisans Tezi Nİ3AI+B METALLER ARASI BİLEŞİĞİNİN DEĞİŞKEN SICAKLIK ŞARTLARINDA AŞINMA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ Murat Yavuz SOLMAZ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı 2002, Sayfa : 80 Nİ3AI+B metallerarası bileşiğinin değişik sıcaklık şartlarında aşınma davranışı üzerine farklı yük, hız ve kayma mesafelerinin etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla hazırlanan numunelere ve aşındırılmış deney numunelerine aşınma davranışlarının karekterizasyonu için SEM, EDS ve XRD analizleri uygulanmıştır. Bu çalışmanın birinci ve ikinci bölümünde metallerarası bileşiklerin yapılan ve mekanik özellikleri hakkında genel bir bilgi verilmiş ve bu konuda yapılan literatür çalışmaları özetlenmiştir. Üçüncü bölümde aşınma, aşınmaya etki eden faktörler anlatılmıştır. Dördüncü bölümde ise metallerarası bileşiklerin aşınması hakkında literatür çalışması verilmiştir. Beşinci bölümde deneysel çalışmanın esaslan anlatılmış, altıncı bölümde de deney sonuçlan ve irdelemeleri yapılmış, yedinci bölümde ise genel sonuçlar ve öneriler sunulmuştur. Deneylerde aşınma sırasında, oksitlenme, karşı malzemeden ana malzeme yüzeyine malzeme transferi ve aşınma yüzeylerinde plastik deformasyon oluşup oluşmaması, ağırlık kaybı açısından önemli olan faktörler olarak karşımıza çıkmaktadır. Oda sıcaklığında, yük, hız ve kayma mesafesi değişkenlerinin kullanıldığı bütün deneylerde, ağırlık kaybı değerleri benzer sonuçlar vermiştir. Bu sıcaklıkta kullanılan parametrelerin arttırılması ile ağırlık kaybı değerleri artış göstermiştir.IV 100°C'de, yük, hız ve kayma mesafesinin kullanıldığı bütün deneylerde meydana gelen ağırlık kaybı değerleri, oda sıcaklığında ki değerlerden yaklaşık olarak 10-15 kat daha fazladır. Düşük sıcaklıklarda, yüzeyde plastik deformasyon oluşumu; 100°C'den daha yüksek sıcaklıklarda ise oksit oluşumu, aşınma esnasında meydana gelen mekanizmalar olarak karşılaşılmıştır. 100°C'de, bu mekanizmaların ikisi de diğer sıcaklıklara göre daha az etkili olduğundan ağırlık kaybı miktarı bu sıcaklıkta maksimum değerlere ulaşmaktadır. 300 ve 450°C'de gerçekleştirilen aşınma deneylerinde de aşınma miktarları; yük, hız ve kayma mesafesi parametrelerinin tamamı için paralel sonuçlar vermektedir. Sıcaklığın 450°C'ye çıkarılmasıyla aşınmada iki mekanizma gözlenmiştir. Bunlardan birincisi, artan sıcaklıklarla birlikte aşınma yüzeylerinde meydana gelen oksitler, ikincisi ise karşı malzemeden kopan parçacıkların ana malzeme yüzeyine yapışmasıdır. Artan sıcaklıklarla aşınma yüzeylerinde meydana gelen oksitlerin tür ve yoğunluklarında ve karşı malzemeden ana malzemeye geçen malzeme miktarlarında artış olmaktadır. Bu sebeplerden dolayı yüksek sıcaklıklarda ağırlık kaybı değerleri oda sıcaklığındaki ve 100°C'deki değerlerin altına düşmektedir. Anahatar Kelimeler : Metallerarası Bileşikler, Nİ3AI, Aşınma, Yüksek Sıcaklık.
Çinko ekstraksiyon artığından çinko ve kurşunun geri kazanılması
Ill ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ ÇİNKO EKSTRAKSİYON ARTIĞINDAN ÇİNKO VE KURŞUNUN GERİ KAZANILMASI M. Deniz TURAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı 2002, Sayfa: 78 Karbonatlı cevherlerden liç-elektroliz yöntemiyle metalik çinko üretimi sırasında bir yan ürün olarak elde edilen ekstraksiyon artıkları, önemli oranlarda çinkonun yanında kurşunu da içerirler. Bu artıklar yüksek çinko ve kurşun içeriği nedeniyle bu metaller için kaynak olarak düşünülebilir. Benzer metalurjik artıklardan değerli metallerin hidrometalurjik yöntemlerle kazanılması yaygın olarak araştırılmaktadır. Bu çalışmada, Kayseri'de bulunan Çin-Kur tesislerinden temin edilen çinko ekstraksiyon artığından (ÇEA) çinko ve kurşunun kazanılması araştırıldı. Bu amaçla, ana bileşenler olarak % 24.64 Pb, % 1 1.30 Zn,% 8.34 Fe ve % 5.21 S içeren ÇEA'dan bir birini takip eden iki ekstraksiyon kademesinden oluşan bir işlemle, Zn ve Pb'un ekstraksiyonu için optimum şartlar belirlendi. Birinci kademede, Zn'nun çözelti ortamına alınması için ÇEA'nın konsantre sülfürik asitle kavrulmasını takip eden bir su liçi uygulandı. Optimum Zn ekstraksiyon şartlan olarak, H2SO4/ÇEA oranının 1, kavurma sıcaklığının 200 °C, kavurma süresinin 30 dk, liç sıcaklığının 25 °C ve üç süresinin 60 dak olduğu belirlendi. Bu şartlar altında, Fe ve Zn'nun sırasıyla % 46.04 ve % 86.32'si ekstrakte edilebilirken, liç çözeltisinin Pb konsantrasyonunun 8 mg/1 civarında olduğu belirlendi. Birinci kademe işlemden elde edilen katı ürün olan ikincilIV çinko ekstraksiyon artığının (İÇEA) yapılan kimyasal analizlerinde % 30.56 Pb, % 1.60 Zn, % 4.69 Fe ve % 7.3 1 S içerdiği belirlendi. Bu artık Pb'un kazanılması için klorür liçi deneylerinden oluşan ikinci kademe ekstraksiyon işlemlerine tabi tutuldu. İÇEA'nm NaCl çözeltileriyle liç edilmesiyle önemli ölçüde Pb'un ekstrakte edildiği şartlar, 20 g/l İÇEA/çözelti oranı, 200 g/l NaCl konsantrasyonu, 25 °C liç sıcaklığı ve 10 dak liç süresi olarak belirlendi. Bu şartlarda İÇEA'dan Pb ve Zn ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 89.34 ve % 17.49 olurken liç çözeltisindeki Fe'in konsantrasyonu 1-2 mg/1 civarında olmuştur. Sonuç olarak Zn ve Pb'nun, önerilen bu iki kademeli geri kazanma işlemiyle önemli oranda ekstrakte edilebildiği ifade edilebilir. Birinci kademede elde edilen liç çözeltisinden metalik Zn'nun, takip eden bir dizi arıtım ve derişikleştirme işlemiyle, elektrolitik olarak üretilmesi mümkün görünmektedir. Diğer taraftan, İkinci kademede elde edilen çözeltideki Pb'un ise bir sülfür çöktürmesiyle, pirometalurjik olarak değerlendirilmeye uygun olan zengin bir kurşun sülfür konsantresi halinde kazanılabileceği söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Çinko, Kurşun, Çinko ekstraksiyon artığı. Metal kazanma, Sülfatlaştırıcı kavurma, Klorür liçi
Perlit ve pomzadan üretilen filtrelerin is partikülleri üzerine etkisinin deneysel araştırılması
Günümüzde motorlu araç sayısının her gün artması doğaya salınan emisyon gazı oranını her geçen gün arttırmaktadır. Bu durum dizel partikül filtrelerinin önemini her geçen gün arttırmaktadır. İçten yanmalı dizel motorların atmosfere yaydığı zararlı gazların miktarının azaltılması amacıyla kullanılmaktadır. Motorda yanma sonucunda açığa çıkan zararlı gazlar partikül filtrelerindeki çapraz sistemlerden geçerek egzozdan dışarı atılmaktadır. Bu gazlar çapraz sistemde ilerlerken gözenekli partikül filtresinden geçer. Yanma sonucunda açığa çıkan gazlar ve diğer zararlı atıklar gözeneklere takılır ve partikül filtresinde biriktirilir. Firmalar egzoz emisyon değerlerini düşürmek amacıyla farklı malzemeler kullanarak yeni filtreler üretmeye çalışmaktadırlar. Bu çalışmanın amacı pomza, perlit ve pomza ile perlit karışımı kullanılarak oluşturulan üç farklı filtre kullanılarak oluşturulan konvertörlerin emisyon değerleri üzerindeki etkisini incelemektir. Araştırma sonucunda duman koyuluk (islilik) oranının yük miktarıyla doğru orantılı bir şekilde arttığı, dizel partikül filtrelerinde genleştirilmiş perlite oranla, pomza taşı kullanımının duman koyuluk (islilik) oranını daha fazla azalttığı ve sıcaklık değerleriyle doğru orantılı olarak filtreleme özelliğinin arttığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Dizel Partikül Filtresi, Perlit, Pomza, Konvertör, Duman Koyuluğu
Toz altı kaynak yöntemiyle çelik yüzeyine alaşımlandırılan karbür tabakaların mikro yapı ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, düşük karbonlu çelik malzeme yüzeyine WC, Cr3C2 ve FeCrC ilave edilen toz karışımları, tozaltı kaynak yöntemi kullanılarak alaşımlanmıştır. Tozaltı kaynak yöntemi ile gerçekleştirilen yüzey alaşım tabakalarında üç farklı akım şiddeti (275A, 300A ve 325A) kullanılmıştır. Kaynak yaptığımız malzemelerin kaynak bölgesinden kesitler alınarak kaplamanın sertlik, mikro yapı ve aşınma gibi özelliklerine bakılmıştır. Mikroyapı incelemelerinde optik mikroskop, elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dispersive spektrograph (EDS) kullanılmıştır. Alaşımlanmış numune yüzeylerinden alınmış sertlik testleri sonucundaki sertlik değerleri ve aşınma kıyaslandığında sertliğin artmasıyla aşınma miktarının azaldığı sonucuna varılmıştır.
Bakır esaslı kompozit elektrik motor fırçası üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışma, elektrik motorlarında hareketli kısım (rotor) ile direkt olarak temas halinde bulunan, elektriksel olarak iletken ve aşınma elemanı olan elektrik motor fırçalarının üretimi ve özelliklerinin incelenmesi üzerine yürütülmüştür. Çalışma kapsamında, bakır matrisli ve değişen oranlarda grafen (Gr), hegzagonal bor nitrür (h-BN), alümina (Al2O3), bor karbür (B4C) ve silisyum karbür (SiC) takviyeleri içeren, ikili ve üçlü (hibrit) kompozitlerden oluşan elektrik motor fırçaları üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. Kompozit tozları, 8 saatlik mekanik alaşımlama süresine müteakip 500 MPa (±5 MPa) basınç altında, soğuk ve tek tesirli hidrolik pres ile kompakt hale getirildi. Kalıplanan numuneler 900 oC'de indirgeyici gaz atmosferinde 1 saat süre ile sinterlendi. Her numune 100 kPa yay basıncı; 8, 16, 24, 32 m/s'lik dönme hızları ve 4, 8, 12, 16 A/cm2'lik akım yoğunluklarında deneye tabi tutulmuştur. Her numunenin elektriksel iletkenlikleri, poroziteleri, sertlikleri, aşınma kayıpları, yüzey pürüzlülükleri ve çalışma esnasındaki oluşan sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Numunelerin elektriksel iletkenlikleri incelendiğinde, artan takviye oranı ile elektrik iletkenliklerinin düştüğü tespit edilmiştir. Elektriksel iletkenlik açısından en olumsuz takviye malzemesinin SiC olduğu tespit edilmiştir. Elektro-mekanik aşınma deneyleri incelendiğinde ağırlıkça %5 grafene ek %1 Al2O3 içeren fırçada 0.083 N ile en düşük sürtünme kuvveti ölçülmüştür. Üretilen fırça numunelerinin ağırlık kayıpları değerlendirildiğinde ise en fazla ağırlık kaybının ağırlıkça %20 h-BN bakır esaslı fırçada, 32 m/s'lik dönme hızı ve 16 A/cm2'lik akım yoğunluğu koşullarında gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ayrıca verilen numune için toplam ağırlık kaybının ortalamada 152.4 mg olduğu görülmüştür. Üretilen numunelerin porozite değerleri incelendiğinde ise genel olarak artan takviye oranı ile porozite oranının arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca en yüksek porozite oranının ağırlıkça %15 grafen takviyesine ek %1 B4C içeren numunede % 22.4 olarak gerçekleştiği tespit edilmiştir. Sertlik değerleri incelendiğinde genel eğilimin artan takviye oranı ile sertliğin azalması yönünde olduğu görülmüştür. En yüksek sertlik değerinin ise ağırlıkça %5 Gr içeren bakır esaslı kompozit fırçada (20 BSD) olduğu tespit edilmiştir.
Melonite işlemi uygulanan AISI 4140 çeliklerinin iç yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, AISI 4140 çeliğine melonite işlemi uygulanarak kaplandı. Kaplama işleminden sonra, kaplanmış ve kaplanmamış AISI 4140 çeliklerin sertlik değerleri laboratuardaki mevcut mikrosertlik cihazıyla tespit edildi. Aşınma performansları laboratuardaki mevcut aşınma test cihazı yardımı ile belirlendi. Aşınma testine tabi tutulan malzemelerin iç yapı ve aşınma yüzeyleri SEM de incelendi. Deneyler sonucunda melonite kaplanmış malzemelerin kaplanmamış malzemelere göre aşınma direncinin arttığı ve sürtünme katsayılarının ise azaldığı gözlendi. Ayrıca kaplanmış malzemelerin sertlik değerinin kaplanmamış malzemeye göre iki ile üç katı arasında arttığı belirlendi. Yapılan deneyler sonucunda melonite kaplanmış malzemelerin, kaplanmamış malzemelere alternatif olabileceği belirlendi.
Karbon karası tozları içeren gözenekli alümina seramiklerinin sinterlenmesi ve karakterizasyonu
Gözenekli seramikler, seramik malzemelerin sahip oldukları üstün özellikler ile gözenekli yapının getirdiği avantajların bir arada elde edildiği malzemelerdir. Sertlik, kimyasal dayanım, yüksek sıcaklık dayanımı, hafiflik, ısı yalıtımı gibi özelliklerin kombinasyonu sayesinde gözenekli seramikler filtreleme, adsorpsiyon, hafif yapı elemanları ve ısı yalıtım uygulamalarında yaygın biçimde kullanılabilmektedirler. Alümina esaslı gözenekli seramikler bu uygulamalar için en önemli malzemelerden bir tanesi olup, alüminanın iç özelliklerine ilave olarak yapıdaki gözeneklerin miktarının, boyutunun ve birbirleri ile bağlanma durumunun yakından kontrol edilmesi nihai malzemenin özelliklerini belirlemektedir. Boşluklu yapının sağlamış olduğu hafiflik ve ısı yalıtımının arttırılması amaçlanırken, malzeme mukavemetinin en yüksek seviyelerde tutulması gerekmektedir. Bu çalışmada poroz alümina seramikleri gözenek oluşturucu ajan olarak karbon karası tozları kullanılarak üretilmiştir. Karbon karası ve alümina toz karışımları, genellikle yoğun malzemelerin üretiminde tercih edilen spark plazma sinterleme (SPS) tekniği ile sinterlenmişlerdir. Sinterleme işlemini takiben karbon karası tanelerinin yapıdan uzaklaştırılmasıyla gözenekli Al2O3 seramikleri üretilmiştir. Kullanılan karbon karası tozlarının yüzey alanının 40 m2/gr'ın üzerine çıkmasıyla tozların mikroyapı içerisindeki dağılımlarında problemler görülmüştür. Ancak bu durumun mekanik ve ısıl özellikler üzerinde belirgin bir olumsuz etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca, kısmi sinterleme süreci boyunca SPS yönteminin kullanılmasıyla elde edilen taneler arası bağlanma, mukavemetin geleneksel yöntemle sinterlenen numunelere kıyasla en az iki kat artışını sağlamıştır
Sır atığı ve farklı ergiticilerin yumuşak porselen massede kullanımının mekanik-görsel özelliklere etkisinin incelenmesi ve taguchı yöntemi kullanılarak optimizasyonu
Porselen sofra eşyalarını çekici kılan özelliklerin başında yüksek beyazlık ve yarı saydam olma özelliği gelmektedir. Bu çalışmada, porselen masse içerisinde sodyum feldispat, porselen sır atığı ve bor oksit içerikli frit, ergitici olarak kullanılmış ve bu ergiticilerin massenin mekanik ve görsel özelliklerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca, pişirim sonrası numunelerin yarı saydamlık, pişmiş mukavemet, deformasyon ve mikro sertlik değerleri ölçülmüş ve taguchi yöntemi kullanılarak farklı ergitici içeriğine sahip reçetelerin optimum üretim şartları belirlenmiştir. Çalışmada, parametre olarak ergitici oranı (%3, %5, %7 ve %10), sinterleme sıcaklığı (1210, 1230, 1250 ve 1270°C), sinterleme süresi (5, 6, 7 ve 8 saat) ve çamur yoğunluğu (1670, 1700, 1730 ve 1760 g/L) seçilmiştir. Deneylerin tümünde tane boyutu 30 µm altı olarak sabit alınmıştır. Ayrıca yapılan denemeler sonucunda sır atığının porselen masselerde kullanılabileceği görülmüştür
Zirkon/mullit ilavesi ile ASC refrakterlerin termo-mekanik ve termo kimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi
Refrakter malzemeler yüksek sıcaklık gerektiren proseslerde kullanılan önemli ürünlerdir. Refrakterlerin kullanıldıkları proseslerde performanslarını arttırmak ve refrakter malzemelerden kaynaklı duruşları azaltmak için farklı çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada çimento döner fırınlarında kullanılan ASC refrakter tuğla kompozisyonlarının içeriğine ağırlıkça %5, %10, %15 oranında zirkon müllit ilavesi yapılarak 4 farklı kompozisyon oluşturulmuştur. Oluşturulan kompozisyonlar öncelikle laboratuvar fırınında 1350˚C, 1400˚C, 1450˚C sinterlenmiştir. Sinterlenen numunelere porozite, yoğunluk, su emme, soğukta basma mukavemeti, hacimsel genişleme ve dış yüzey incelemeleri yapılmıştır. Tüm kompozisyonların kendi içlerinde en iyi mukavemet sonuçlarını 1450˚C'de sinterlendiklerinde vermişlerdir. Ama 1450˚C'de sinterlenen numunelerin dış yüzeyinde çok fazla kusma gerçekleşmiştir. Bu kusmalar hem performans hemde ticari olarak istenmemektedir. Bu sebeple tünel fırın pişirimi 1400˚C gerçekleştirilmiştir. Her kompozisyondan pişirimi gerçekleştirilen numunelere porozite, yoğunluk, su emme, soğukta basma mukavemeti, hacimsel genleşme, faz analizi, termal şok ve alkali testleri yapılmıştır. Yapılan testler sonucunda zirkon müllit ilavesi yapılan kompozisyonlarda iyileşmeler gözlenmiş ve optimum kompozisyon olarak %10 zirkon müllit içerikli 3. Kompozisyon belirlenmiştir.
Biyomalzeme olarak kullanılan Ti6Al4V alaşımının borlanması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, Ti6Al4V alaşımı atmosferik ortamda dört farklı borlama karışımı kullanılarak, 950, 1050, 1150 ºC sıcaklık ve 5, 10, 15 saat sürelerde borlanmıştır. Borlama işlemi sonrası yüzeye yakın bölgede, düşük yoğunluk, yüksek sertlik, yüksek aşınma ve korozyon dayanımına sahip, TiB2 ve TiB tabakaları oluşmuştur. Oluşan TiB2 ve TiB tabakalarının, sertlik ve derinlikleri ölçülmüştür. Borlama sonrası optik mikroskop, XRD, SEM, EDX analizi ve mikro sertlik ölçümü çalışmaları yapılmış ve borlama kinetiği hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. 1 no'lu karşım ile borlanan numunelerin optik mikroskop görüntüleri incelendiğinde en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 950 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 1,66 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 13,91 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. 2 no'lu karışım ile borlanan numunelerde en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 1050 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 4,15 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 7,42 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. 3 no'lu karşım ile borlanan numunelerin en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 950 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 1,22 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 13,39 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. 4 no'lu karışım ile yapılan çalışmalarda en düşük TiB2 tabaka kalınlığının 1050 °C'de 5 saat süre ile borlanan numunelerde 5,01 µm olarak ve en yüksek tabaka kalınlığının ise 1150 ºC'de 15 saat borlanan numunede 9,27 µm olarak elde edildiği tespit edilmiştir. Borlama karışımları, oluşturdukları TiB2 tabaka kalınlığı açısından, kıyaslandığında en iyi sonucu 1 no'lu karışım ile borlanan numuneler vermiştir. 1, 2, 3 ve 4 no'lu karşım ile borlanan numunelerden alınan XRD desenleri incelendiğinde, TiB ve TiB2 pik şiddetlerinin sıcaklık ve süre artışı ile arttığı görülmüştür. Borlama karışımları ulaşılan en yüksek sertlik değeri açısından kıyaslandığında en iyi sonucu 27,51 GPa değeri ile 1 no'lu karışım vermiştir. Numunelerden alınan SEM görüntüleri incelendiğinde, yüzeyde TiB2 ve iğnesel yapıdaki TiB tabakaları görülmektedir. 1 no'lu karışım ile borlanan numunelerden elde verilen TiB2 tabaka kalınlıklarının karesi ile borlama süresi arasında çizilen grafiklerin eğimleri yardımıyla difüzyon katsayıları (K) hesaplanmıştır. Elde edilen difüzyon katsayıları ile borlama sıcaklıkları arasında çizilen grafiklerin eğimleri ile borlama aktivasyon enerjisi 233532,88 J/mol olarak hesaplanmıştır. 3 no'lu karışım ile borlanan numuneler için borlama aktivasyon enerjisi ise 235423,62 J/mol olarak hesaplanmıştır. Borlama kinetiği açısından değerlendirildiğinde 1 no'lu karışımın daha düşük aktivasyon değeri verdiği görülmektedir.
Düşük irtifa İHA motorlarının geliştirilmesi motor performansının incelenmesi ve karşılaştırılması
Günümüzde İHA (İnsansız Hava Araçları) teknolojilerinin gösterdiği gelişmeyle birlikte savunma ve sosyal konularda bu araçların kullanımı artmaktadır. Bu araçlarda farklı silindir sayılarına, yakıt hacmine ve malzeme özelliklerine sahip motorlar kullanılmaktadır. Özellikle düşük irtifa (1000-2000 m arası) ve küçük ölçekli (kanat açıklığı 1,5-5 m) iki zamanlı motorlar kullanımı, İHA üretimlerinde tercih edilmektedir. Bu motorlar yüksek taşıma imkânı ve ortalama 6 saat havada kalma süresine sahiptir. Bunun yanında batarya ağırlıkları ve kısa uçuş süreleri yüzünden elektrik motorlu İHA'ların, kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, 61 cc motor hacmine sahip bir İHA, farklı malzeme seçimleri için güvenlik faktörü, gerilme değişimleri ve emniyet katsayısı yönünden incelenmiştir. Tersine Mühendislik ve FEM (Sonlu Elemanlar Yöntemi) kullanılan çalışmada, en yüksek 6 hp gücünde ve 7500 rpm devirde çalışma imkânı sunan tek silindirli motorun yapılan hesaplamalarında 5.69 Nm tork ürettiği gözlemlenmiştir. Piston üzerinde patlama esnasında, 325,1 N'luk bir patlama kuvveti oluştuğu hesaplanmıştır. Piston, krank ve krank kolundaki gerilme FEM analizine göre, 24,3 MPa olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar ışığında, her bir motor elemanının üretilebileceği düşünülen, üç farklı malzeme için güvenlik ve yorulma analizleri yapılmıştır. İdeal malzeme özelliklerinin belirlendiği bu tez çalışmasında, bir prototip motor üretimi yapıldı ve orta büyüklükte bir İHA ile motorun uçuş testleri gerçekleştirildi. Çalışmanın ikinci aşamasında üretilen motor, ithal bir motor ile birlikte performans testlerine tabi tutuldu. Yapılan testlerde her iki motorun iki farklı pervane tipi için, ürettikleri itki, çalışma esnasında oluşan motor ve egzoz sıcaklığı ile yakıt ve devir değerleri incelendi. Bu tez çalışması, üniversite-sanayi işbirliği dâhilinde ithal motorlarla rekabet edebilecek kapasitede bir İHA motoru geliştirilebileceğini göstermiştir.
İnsansız hava araçlarında kullanılan pistonların malzeme ve kaplama özelliklerinin aşınma performansına etkisinin incelenmesi
İçerisinde insan olmaksızın uçuş yapabilen ve bir kontrol bağlantısı ile pilot tarafından kontrol edilen veya otonom operasyon planlaması ile uçurulan hava araçları İnsansız Hava Aracı (İHA) olarak adlandırılmaktadır. İnsansız Hava Araçları, ilk olarak elektrikli model uçaklar şeklinde ortaya çıkmıştır. Ülkemizde ise 1990'lı yıllarda modelcilik hobisi şeklinde başlayan İHA faaliyetleri, teknolojik gelişmelerin paralelinde ve ticari girişimler sonucunda, farklı kullanım alanlarına sahip ve ihracatı yapılan özel bir alana dönüşmüştür. İnsansız Hava Araçlarında, düşük ağırlıklı ve yüksek tork değeri üretilen içten yanmalı motorların kullanımı yaygın olmakla beraber günümüzde özellikle düşük irtifa (1000 – 2000 m arası) ve küçük ölçekli İHA üretiminde iki zamanlı içten yanmalı motorların yaygın olarak kullanıldığı gözlemlenmektedir. Bu çalışmamızda; Tersine Mühendislik ve Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılmak suretiyle en çok talep gören ve bu nedenle yurtdışından ithal edilen, ülkemizde ise üretimi bulunmayan iki zamanlı içten yanmalı düşük irtifa 61 cc İHA motorunun tüm metalürjik özellikleri üzerinde yerli ve milli olarak daha ekonomik bir bulut altı görev icra edilebilecek motor geliştirmek üzere inceleme yapılmıştır. Araştırma çalışmamızın sonucunda, tarafımızca gerçekleştirilen deney sonuçlarına göre ideal malzeme özellikleri tespit edilmiş ve ilk örnek 61 cc motor araştırmacılar tarafından üretilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen motorun uçuş testleri kanat açıklığı 3 metre olan bir İHA kullanılarak tamamlanmıştır. Neticeten bu araştırma ile üniversite – sanayi işbirliği kapsamında yerli ve milli özellik taşıyan, ithal motorlar ile rekabet edebilecek kalitede bir İHA motoru üretimi gerçekleştirilmiştir.
Sırlı porselen karo yüzeylerine uygulanabilir transparan sır kompozisyonlarının geliştirilmesi
SIRLI PORSELEN KARO YÜZEYLERİNE UYGULANABİLİR TRANSPARAN SIR KOMPOZİSYONLARININ GELİŞTİRİLMESİ Dijital baskı teknolojisinin gelişimi ile birlikte özellikle doğal taş desenli sırlı porselen karo üretimi tüm dünyada hızla artmaktadır. Sırlı porselen karoların daha estetik bir görüntüye sahip olması amacıyla porselen bünye üzerinde derinlik sağlayan ve parlatma sonrasında karo yüzeyinde camsı bir tabaka oluşturarak karoya parlak bir görünüm kazandıran sırlar kullanılmaktadır. Yüksek maliyetlerle yurtdışından ithal edilen bu sırların özellikle yerli hammaddeler kullanılarak geliştirilmesi ülkemiz seramik sektörü açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında dijital baskı yöntemiyle üretilen sırlı porselen karo üzerine uygulanabilen tam transparan sır kompozisyonlarının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Farklı kompozisyonlara sahip seramik sırlar laboratuar koşullarında üretilmiş, porselen karo bünyeye uygulanmıştır. Elde edilen sırlı porselen karoların transparan ve parlaklık özellikleri, su emme, termal genleşme, lekelenme dirençleri, yüzey aşınmasına dirençleri ve kimyasal dayanımları belirlenerek ticari sır uygulanmış numuneler ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Geliştirilen sır kompozisyonunda standart sır ile kıyaslanabilir transparanlık, parlaklık, su emme, termal genleşme, lekelenme, yüzey aşınmasına dayanıklılık ve kimyasal dayanım özellikleri elde edilmiştir. Aradaki farkın ise geliştirilen sır tabakasında belirlenen sınırlı miktardaki kristalizasyondan kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Dijital Baskı, Transparan Sır, Kristalizasyon, Porselen Karo
Çinko oksit ile modifiye edilmiş porselen karo sırlarının antibakteriyel ve süperhidrofobik özelliklerinin araştırılması
Porselen karolar düşük gözeneklilik seviyesi, iyi mekanik özellikleri, termal şok ve donmaya karşı dayanımları nedeniyle yoğun şekilde birçok alanda kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Çinko oksit seramik sırlarda genelde parlaklığı arttırmak ve sır çatlağını önlemek amacıyla ilave edilmektedir. Çinko oksit aynı zamanda antibakteriyel etkinliğe ve kendinden süperhidrofobik özelliğe sahip önemli bir metal oksittir. Gerçekleştirilen tez çalışmasında çinko oksitin kendinden süperhidrofobik özelliğinden faydalanmak ve antibakteriyel yüzey gelişimi için çinko oksit ile modifiye edilmiş porselen karo sırları geliştirilmiş ve yüzey özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Tez kapsamında, sır partikül boyutunun, çinko oksit tozunun partikül boyutunun (mikro ve nano), sır kaplama kalınlığının ve proses koşullarının yüzey özelliklerine etkisi incelenmiştir. Yüzey morfolojisi ve nano çinko oksit tozlarının dağılma davranışı taramalı elektron mikroskobu SE, BSE ve EDX dedektörleri yardımıyla, faz gelişimi X-Işınları difraksiyon cihazı ile temas açısı, temas açısı gonyometresi kullanılarak ölçülmüş antibakteriyel testler SANİTER laboratuarlarında gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak nano çinko oksit katkılı yüzeylerin antibakteriyel özelliğe (R: 2.2-2.4) sahip olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen yüzeylerde elde edilen maksimum temas açısı 77o olup, süperhidrofobik yüzeyler (θ>150°) elde edilememiştir. Mikron boyutunda çinko oksit ilavesi ile yapılan sır kompozisyonlarının endüstriyel fırında pişirim sonrasında wilmenit (Zn2SiO4) fazı gelişimi gözlenirken, nano boyutta çinko oksit kullanımı zinsit fazı (ZnO) gelişimini sağlanmıştır. Nano çinko oksit tozunun diğer ilaveler ile birlikte ilave edildiğinde yüzeyde çatlamalar gözlenirken, nano tozun farklı ortamda dağıtıldıktan sonra ilave edilmesiyle çatlama problemi giderilmiştir. Nano tozların farklı ortamda dağıtma işlemi için STPP ve Darvan-C olmak üzere iki farklı türde dağıtıcı kullanılmış ve her iki dağıtıcının da nano çinko oksit tozlarını dağıtmada etkin olduğu yüzeyde çatlama olmadığı gözlenmiştir. Tek ve çift kat sır uygulaması yapılan yüzeylerde kuruma ve pişme sonrasında çatlama problemi ile karşılaşılmamıştır.
Elektrolitik nikel kaplama atık çamurundan nikel geri kazanımına mekanik aktivasyonun etkisinin araştırılması
Günümüzde nikel sahip olduğu yüksek ergime sıcaklığı, yüksek korozyon direnci, indirgeme katalizörü olarak kullanılabilmesi ve kolay alaşım yapması gibi teknolojik özelliklerinden dolayı kullanımı gittikçe artan bir element haline gelmiştir. Nikel yaygın olarak lateritik nikel cevherleri ve sülfürlü nikel kaynakları olmak üzere başlıca iki tip cevherden elde edilmektedir. Diğer tüm metallerde olduğu gibi hurda ya da atıklardan geri kazanım nikel için de önemli bir alternatif kaynak olmuştur. Nikelin fazlaca tüketildiği alan korozyondan korunma amaçlı yapılan uygulamalardır. Bu uygulamaların en önemlisi de nikel kaplamadır. Elektrolitik nikel kaplama banyo atık çamurlarında ciddi oranda nikel bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında Bilecik'te kurulu Durden Plastik A.Ş. firmasından elde edilen atık çamurundan nikelin geri kazanımına mekanik aktivasyonun etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmanın ilk aşamasında nikel atık çamuru kimyasal bileşimi ve faz yapısı açısından incelenmiş atık çamurunun %28 Ni içerdiği tespit edilmiştir. Mekanik aktivasyon çalışmalarında optimum mekanik aktivasyon süresi 90 dk olarak belirlenmiştir. Mekanik aktive olmamış ve 90 dk mekanik aktive olmuş nikel atık çamurunun sülfürik asitle liç parametreleri kıyaslanmıştır. 90 dk mekanik aktive olmuş nikel atık çamurunda en iyi şartlarda %96 çözünme verimi gerçekleşirken bu oran mekanik aktive olmamış nikel atık çamurunda en fazla %89'a çıkabilmiştir.
Al2O3 ve ZrO2 katkılı silisyum karbürün sinterlenme davranışlarının incelenmesi ve karakterizasyonu
Silisyum Karbür (SiC), yüksek ergime noktası ve termal stabilite refrakter kriterlerini tam olarak karşılayan, kovalent bağlı, düşük yoğunluğa sahip, düşük atomik ağırlıklı temel bileşenlere sahip, korozyon direnci yüksek ve son derece sert ve güçlü malzemelerdir. Silisyum Karbür bazlı malzemeler, soğuk izostatik pres, sıcak pres, reaktif sinterleme ve katı/sıvı faz sinterlemesi gibi yöntemlerle elde edilebilmektedir. Refrakter karbürler; yapısal olarak interstisyel karbürler, kovalent karbürler olmak üzere ikiye ayrılırlar. SiC kovalent bağlı karbürler sınıfında yer almaktadır. Yapısındaki güçlü kovalent bağları ve yüksek ergime noktasına sahip olduğundan dolayı tek başına monolitik olarak konvansiyonel metotlarla sinterlenmeleri oldukça güç bir malzemedir. Bundan dolayıdır ki sinterleme sonucunda istenilen yoğunluğa ulaşması ve sıvı/katı faz sinterlemesini hızlandırması için katkı malzemesi ilave edilerek bir kompozisyon oluşturulmalı ya da sıcaklık, basınç gibi ortam koşulları değiştirilmelidir. Bu çalışmada, farklı bileşimlerde Al2O3 ve ZrO2 katkısı ile elde edilen SiC bazlı numunelere, farklı sıcaklıklarda ve üç farklı sürede atmosferik ortamda sinterleme işlemi uygulanarak, Al2O3 ve ZrO2 katkılarının, farklı sinterleme koşullarında SiC malzeme üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yüksek saflıkta temin edilen SiC tozuna Al2O3 ve ZrO2 tozları ayrı ayrı olmak üzere ağırlıkça %1-3-5 oranlarında katılarak kompozisyonlar hazırlanmıştır. Elde edilen karışımlar mekanik pres ve ardından soğuk izostatik pres ile şekillendirildikten sonra her bileşim ayrı ayrı olmak üzere, 1400 °C- 1450 °C- 1500 °C sıcaklıklarında, sırasıyla yarım saat, 1 saat ve 2 saat süreyle atmosferik ortamda 5 °C/dk ısıtma hızında ve aynı soğutma hızıyla sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Al2O3 ve ZrO2 tozları katkı maddesi olarak kullanılarak farklı oranlarda hazırlanan kompozisyonların farklı sıcaklık ve sinterleme süreleriyle elde edilen numunelerin Arşimet Prensibine göre relatif yoğunlukları ve Vickers Sertliği, basma dayanımı gibi mekanik davranışları incelenmiştir. Sinterleme işlemi sonrasında oluşan ürünlerin XRD, SEM karakterizasyonları yapılmış ve farklı sinterleme koşulları birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen tüm sıcaklıklarda sinterleme süresinin 60 dk'ya çıkmasıyla, Alümina ve Zirkon katkılı her iki kompozitte de relatif yoğunluğun arttığı sinterleme süresinin 120 dk kadar ilerlemesi ile yoğunlukta azalmanın olduğu görülmektedir. SiC tanecikleri içerisindeki Al2O3 ve ZrO2 ilavesinin %1'den %5'e artması ile relatif yoğunlukta artış eğilimi gözlemlenmiştir. 1450 ve 1500 °C sıcaklıklarda sinterleme süresinin 120 dk çıkmasıyla relatif yoğunlukta önemli ölçüde azalma meydana geldiği görülmüştür. Karışımlardaki Al2O3 ve ZrO2 miktarının artmasıyla, sinterleşmenin belirginleştiği görülmüştür. Aynı şekilde sinterleme sıcaklığının ve süresinin de artmasıyla sinterlemenin daha iyi gerçekleştiği görülmüştür. Her iki kompozit karışımında, sinterleme süresinin 30 dk dan 60 dk ya çıkmasıyla genel olarak sertlik değerinde artma gözlemlenirken sinterleme süresinin 120 dk çıkmasıyla sertlik değerinde yeniden azalma görülmüştür. 60 dk'dan sonra sinterleme süresi arttıkça, sertlik değerinin düştüğü gözlenmiştir. Bununla birlikte, Al2O3 ve ZrO2 katkısı arttıkça sertlik değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Sinterleme sıcaklığı arttıkça, sertlik değerinde azalma meydana gelmiştir. Özellikle 1500 °C'de sinterlemede sinterleme süresinin artmasının sertlik değerini azalttığı görüşmüştür. Basma dayanımı sonuçları da sertlik değeri grafikleriyle uyuşmakta olup, 1400, 1450 ve 1500 °C'de sinterlenen Al2O3 ilaveli ve ZrO2 ilaveli SiC esaslı kompozit malzemenin basma mukavemeti grafiğine göre, sinterleme süresinin artırılması, basma dayanımına olumsuz etki yaptığı gözlenmiştir. Ayrıca sinterleme sıcaklığının artması da basma mukavemetine olumsuz bir etki yapmıştır.
Taguchi yöntemi kullanılarak hafif genleşmiş kil üretiminin optimizasyonu
Genleşmiş kil agrega üretiminde, hangi parametrelerin etkili olduğunu bilmek ve bu parametrelerin genleşme üzerinde ne kadar etkili olduğunu belirlemek önemlidir. Bu çalışmada, hafif genleşmiş kil bilyelerinin üretiminin optimum şartlarının Taguchi yöntemi ile belirlenmesi incelenmiş olup, performans değeri olarak genleşme oranı ve pişme kaybı, su emme oranı ve tane yoğunluğu dikkate alınmış ve analiz edilmiştir. Çalışmada, parametre olarak organik madde yüzdesi (0, 1, 2, 3 ve 4), ön ısıtma sıcaklığı (150, 200, 300, 400 ve 500℃), ön ısıtma süresi (1, 3, 5, 7 ve 9 dakika), sinterleme sıcaklığı (1050, 1100, 1150, 1175 ve 1200℃) ve sinterleme süresi (5, 7, 9, 11 ve 13 dakika) seçilmiş ve deneylerin tümünde tane boyutu 250 µm altı olarak sabit alınmıştır. Buna göre optimum şartlar, organik madde yüzdesi %3, ön ısıtma sıcaklığı 150℃, ön ısıtma süresi 1 dakika, sinterleme sıcaklığı 1200℃ ve sinterleme süresi 13 dakika olarak bulunmuştur. Bu şartlarda, tahmin edilen genleşme oranı %4,34 olup, yapılan deneylerde %4,32'lik bir değer, pişirme kaybı için ise tahmin edilen değer %30,30 olup, yapılan deneylerde %31,63'lük bir değer elde edilmiştir. Ayrıca parametrelerin çıktılar üzerindeki yüzde etkileri de hesaplanmıştır.
Sırlı porselen sofra eşyalarında kullanılan boyaların dayanımını arttırıcı sır komposizyonlarının geliştirilmesi
Tabak ve bardak gibi sofra ve süs eşyaları ürünlerinde görsel algıyı arttırmak için renkli boya uygulamaları yapılmaktadır. Bu ürünler kir, deterjan veya gıda ürünleri ile temas ettikçe desen ve boyalarda belirli bir süre sonunda aşınma ve erozyon meydana gelmektedir. Bu çalışmada porselen sofra ve süs eşyalarının üzerindeki boyalarda meydana gelen hasar ve aşınmayı en aza indirebilmek için desenli ürün üzerine uygulanabilen transparan sır kompozisyonları geliştirilmiştir. Sır tabakasının yüksek transparanlığa, parlaklığa ve porselen bünyeyle uyuma sahip olması amaçlanmıştır. Geliştirilen farklı sır kompozisyonları üzerinde değerli metalik boya bulunduran porselen ürünlere uygulanmıştır. Daha sonra sırlanmış ürünler 870˚C-900˚C arasında son pişirime tabi tutulmuştur. Porselen ürünlerin renk değerleri L-a-b spektrofotometre renk ölçüm cihazı ile yapılmış, aşınma ve erozyon dayanımı yıkama testi ve lekelenme testi ile belirlenmiştir. Numunelerin kimyasal bileşim ve sinterleme sırasında oluşan fazların analizleri sırayla X-ışınları floresans (XRF) ve X-ışınları kırınımı (XRD) teknikleri ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, yalnızca %30 frit içeriği ile yüksek transparan özelliği ve aşınma dayanıma sahip sır kompozisyonlarının elde edilebileceğini göstermiştir.
1050, 5005, 7075 alüminyum tipi malzemelerin üzerine uygulanan nano yüzey işlem sonrasında yapılan organik kaplamaların korozyon davranışının incelenmesi
Alüminyum, birçok sektörde her geçen gün etkinliğini ve kullanım sıklığı artırmaktadır. Alüminyum, hafif olması, korozif etkilere karşı direnci, ısı ve elektrik iletkenliği, kolay şekillendirilebilir olması, kaynaklanabilirliği gibi özellikleri sayesinde malzeme seçimi açısından avantajlı bir elementtir. Özellikle alaşımları çok çeşitli özelliklere sahip olabilmektedir. Kullanıldığı ortam koşulları ve kullanma işlevine göre alaşım elementinin hangisi olacağına karar verilir. Bu tezde, otomotiv sektörü, savunma sanayi, havacılık ve uçak sanayisinde kullanılan 1050, 5005, 7075 tipi alüminyum malzemelerinin üzerine, nano kaplama yapıldıktan sonra organik kaplamalar olan kataforez kaplama, toz boya ve çinko lamelli kaplama prosesleri uygulanmıştır. Uygulanan bu prosesler, yöntem açısından birbirlerinden çok farklı işlemlerdir. Bu proseslerden geçip kaplaması yapılan parçalar performans testlerine tabi tutulmuştur. İlk yapılan test kaplamanın iyi bir şekilde yapışıp yapışmadığı hakkında bize ön bilgi veren kuru yapışma testidir. Bu testi başarılı bir şekilde geçen parçalar çevimsel korozyon testi ve cass testi süreçlerinden geçirildikten sonra sonuçları karşılaştırılmıştır.
Suyun elektrolizinde kullanılmak üzere geçiş metali dikalgojenitlerinin kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle sentezlenmesi
Endüstri devriminden bu yana atmosferdeki karbon dioksit seviyesinin önemli bir artış göstermesi küresel ısınmaya ve hızlı iklim değişikliklerine yol açmaktadır. Bunun yanı sıra, hızlı nüfüs artışı ve fosil yakıtların giderek tükenmesi alternatif enerji kaynaklarına yönelimi zorunlu hale getirmiştir. Hidrojen, fosil yakıtlara alternatif, temiz bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen, yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak suyun elektrolizi ile üretilebilir. Suyun elektrolizini daha verimli hale getirmek için katalizörler kullanılır. Hidrojen oluşum reaksiyonu için bilenen en iyi katalizör platindir. Ancak, kısıtlı rezervleri ve yüksek maliyetinden dolayı platinin geniş ölçekli kullanımı mümkün görünmemektedir. Bu bağlamda, hidrojen üretim maliyetini azaltmak amacıyla yeryüzünde bolca bulunan elementlerden oluşan ve düşük maliyetli katalizör malzemelerin geliştirilmesi gerekmektedir. Son yıllarda ortaya çıkan geçiş metali dikalgojenitleri hidrojen oluşum reaksiyonunda umut vadeden katalitik özellikler göstermektedir. Ancak, bazal yüzeylerinin aktif olmaması ve kötü elektriksel iletkenlikleri katalitik performanslarını düşürmektedir. Bu tezde, MoSe2 değişen atomik oranlarda Ni ile katkılanmış ve katkılamanın hidrojen oluşum reaksiyonu performansına etkisi araştırılmıştır. Ni katklı MoSe2 filmleri magnetron sıçratma yöntemiyle biriktirilen Ni-Mo alaşım filmlerinin termal selenürleme reaksiyonuna tabi tutulmasıyla elde edilmiştir. Elektrokimyasal ölçüm sonuçları genel olarak katkı atomlarının aşırı potansiyeli ve Tafel eğimini düşürerek MoSe2'nin katalitik aktivitesini arttırdığını göstermektedir. Ayrıca, selenürleme işleminde taşıyıcı gaz olarak azotla birlikte hidrojen kullanılarak hidrojenin oksitlenmeyi engellemedeki etkinliği incelenmiştir. Çeşitli fizikokimyasal karakterizasyon sonuçları hidrojenin oksit oluşumunu azalttığını veya tamamen engellediğini ortaya koymuştur. Bu etkinin 800 oC'de gerçekleştirilen selenürleme işleminde daha belirgin olduğu ortaya çıkarılmıştır.
Alüminyum alaşımlarında homojenizasyon ısıl işleminin malzeme özelliklerine etkisi
6xxx serisi alüminyum alaşımları, ekstrüzyon sanayisinde kullanılan ve yaşlandırma ısıl işlemi uygulanabilen önemli alaşım grubudur. Yüksek ekstrüze edilebilirliği sayesinde kolay şekil alabilmektedir. Şekillendirilebilen alüminyum alaşımları genellikle ekstrüzyon öncesi homojenizasyon ısıl işlemine tabi tutulur. Malzemeye uygulanan homojenleştirme işlemi ile ürün yüzeyinin temiz olması, homojenleştirme sonrası uygulanan kontrollü soğutma ile de ekstrüzyon hızını belirleyen mikroyapının elde edilmesi sağlanmaktadır. Homojenleştirme işleminin amacı; dentritik yapıdaki konsantrasyon farklılıklarının giderilmesi, katılaşma esnasında oluşan kararsız fazların çözünmesi ve alaşımın ekstrüzyon ve haddeleme sırasında tane sınırını kontrol eden kararlı çökeltilerin oluşturulması, alaşım elementlerinin yapı için homojen olarak dağılmasını sağlamaktır. Alüminyum endüstrisinde, alüminyum alaşımlarının üretimi için kolay ve ekonomik olan direk soğutmalı döküm tekniği tercih edilmektedir. Bu tezde D.C döküm ile üretilmiş AA-6060 serisi Al billetlerin continious tipi homojenizasyon fırınlarında homojenizasyon ısıl işlemi yapılacaktır. Soğutma bölümünde fanların hızlarını değiştirmek suretiyle farklı soğuma hızları elde edilecek ve soğutma hızının malzeme özelliklerine etkisi incelenecektir. Mikroyapı için SEM ve optik mikroskop, faz analizi için XRD ve mekanik özellikler için de sertlik ve çekme testleri uygulanacaktır.
Manyezit spinel tuğla üretiminde bağlayıcı olarak kalsiyum naftalen sülfonat kullanımının araştırılması ve optimum şartların belirlenmesi
Refrakter malzemeler yüksek sıcaklıkla çalışan endüstrilerin vazgeçilmezidir. Manyezit spinel refrakter tuğlalar çimento sektöründe kullanılmakta olup, üretiminde bağlayıcı olarak kalsiyum lignosülfonat kullanılmaktadır. Son yıllarda orman yangınları ve benzeri nedenlerden dolayı kalsiyum lignosülfonat hammaddesinin temininde sıkıntı yaşanmaktadır. Bu çalışmada manyezit spinel tuğla üretiminde kullanılacak alternatif bağlayıcılar üzerinde araştırma yapılmış ve seçilen bağlayıcı ile üretim için optimum koşullar belirlenmiştir. Bağlayıcılardan bazıları kalsiyum naftalen sülfonat, sodyum naftalen sülfonat, magnezyum oksit, magnezyum sülfat ve melastır. Yapılan ön testler sonucunda en başarılı sonuçların kalsiyum naftalen sülfonat ile alındığı görülmüştür. Kalsiyum naftalen sülfonat kullanılarak manyezit spinel refrakter tuğla üretimi için optimum koşullar, Taguchi metodu kullanılarak bulunmuştur. Parametre olarak 4 farklı fraksiyonda deniz suyu sinterlenmiş manyezit (A: 3-5 mm, B: 1-3 mm, C: 0-1 mm ve D: Toz) ve 2 farklı fraksiyonda Sinter Spinel (E: 3-5 mm) ve F: 1-3 mm) olmak üzere toplam 6 parametre seçilmiş ve bunun için L16 (44x22) Taguchi ortogonal dizi tasarımı yapılmıştır. Elde edilen numunelere hacim ağırlığı, su emme, gözeneklilik ve mukavemet testleri yapılmıştır. Buna göre dayanım değerleri dikkate alınarak optimum koşullar A1, B1, C2, D4, E1 ve F2 olarak belirlendi. Bu koşullar altında tahmini mukavemet değeri 84,24 N/mm2, deneysel olarak bulunan değer ise 83,85 N/mm2 olarak hesaplanmıştır.
SnO₂ nanopartikülleri ile dekore edilmiş grafit esaslı kompozitler ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, lityum-iyon pillerde kullanılmak üzere genişletilmiş grafit (GG) ve GG/SnO₂ kompozitleri başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Çalışmanın temel amacı, yüksek kapasite sunan SnO₂'nin lityum-iyonlarla tepkime sırasında yaşadığı hacim genleşmesini kontrol altına almak ve çevrim kararlılığını artırmaktır. Bu bağlamda, SnO₂'nin genişletilmiş grafit ile birleştirilerek homojen bir kompozit yapısı oluşturulması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda, farklı oranlarda SnO₂ içeren üç farklı GG/SnO₂ kompoziti üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin yapısal özellikleri XRD, SEM ve Raman spektroskopisi ile detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. XRD ve SEM analizleri, SnO₂ nanopartiküllerinin grafit tabakaları arasında homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Raman spektroskopisi sonuçları, genişletilmiş grafitin yapısal düzeninin bozulduğunu ve tabaka arası mesafenin arttığını doğrulamıştır. TG/DTG analizleri, kompozitlerdeki SnO₂ oranını ve termal kararlılığı ortaya koymuştur. Elektrokimyasal karakterizasyon kapsamında yapılan şarj-deşarj testleri ve dönüşümlü voltametri analizleri, GG/SnO₂ kompozitlerinin saf SnO₂'ye kıyasla daha iyi çevrim kararlılığı sunduğunu göstermiştir. GG/SnO₂-60 kompozit elektrotu, dengeli bir SnO₂ oranı sayesinde uzun çevrim ömrü ve yüksek kapasite değerleri sunarak en iyi performansı sergilemiştir. Bu tez çalışması, lityum-iyon pillerde kullanılabilecek yüksek performanslı ve uzun ömürlü anot malzemelerinin geliştirilmesine yönelik önemli bir katkı sağlamaktadır.
Yüksek uzamalı sfero dökme demirin (GGG 400-18) uygun üretim şartlarının araştırılması
EN-GJS-400-18 sfero döküm parçalar yüksek mukavemet, süneklik, tokluk, düşük ergime noktası, iyi akışkanlık ve iyi işlenebilirlik özellikleri nedeniyle otomotiv, inşaat, madencilik, metalurji ve makine imalat sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Seri üretim koşullarında her zaman aynı standartta üretim yapmanın çeşitli zorlukları vardır. Bu zorlukların en önemlisi aynı saflıkta hammadde bulunamamasıdır. Bu çalışmada, dökümhanelerde seri üretim pratiği açısından üretimi zor olan EN-GJS-400-18 sfero döküm malzemesinin seri koşullara uygun olarak üretilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Si, karbür oluşturucu elementlerden Cu ve Mo ile döküm malzemesi çapının EN-GJS-400-18 küresel grafitli dök demirin mikro yapısı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda %Si:3.10, %Mo:0.001, %Cu:0.03 içerikli 20 mm çaplı numunenin %22.38'lik en yüksek uzama değeri ile elde edildiği görülmüştür. Bu malzemenin mikro yapısındaki minimum ferrit oranının %80 ve mm2 başına nodül sayısının 600 olduğu belirlenmiştir ki bu da üstün mekanik özellikler ortaya koyacaktır.
Hidrojen oluşum reaksiyonu için geçiş metali dikalgojenit nano katalizörlerinin geniş ölçekli üretimi
Yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilen temiz hidrojen, fosil yakıtlara alternatif önemli bir enerji taşıyıcısıdır. Son yıllarda geçiş metali dikalgojenitleri (TMD'ler), hidrojen oluşum reaksiyonunda (HER) umut vadeden katalizör malzemeler olarak ortaya çıkmıştır. Bu tez çalışmasında, geniş ölçekte üretim sağlanabilen mekanokimyasal üretim yöntemi kullanılarak, argon (Ar) atmosferi altında molibden sülfür (MoS2) ve molibden selenür (MoSe2) nanotabakaları sentezlenmiştir. Her bir sentezde yaklaşık 2 g MoS2 ve MoSe2 nano tozu sırasıyla %94,3 ve %90,9 verimle üretilmiştir. Sentez işleminde geçiş metali kaynağı olarak molibden (Mo) tozu, kalgojenit kaynağı olarak da kükürt (S) ve selenyum (Se) tozları kullanılmıştır. Mekanokimyasal yöntemdeki bilye-toz ağırlık oranı, öğütme süresi, reaksiyon atmosferi ve katı dispersant oranı gibi sentez koşulları en yüksek üretim verimini elde edecek şekilde optimize edilmiştir. Deneylerden elde edilen numunelerin yapısal ve kimyasal karakterizasyonları X-ışını Difraksiyonu (XRD), Fotolüminesans Spektroskopisi (PL), Raman Spektroskopisi, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Brunauer-Emmett-Teller (BET) ile Barrett-Joyner-Halenda (BJH), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve UV-Vis Spektroskopisi analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal hidrojen oluşumu testleri bir potentiyostat (Gamry Interface 1000) ile borosilikat cam hücrede üç elektrotlu ölçüm düzeneği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapısal ve elektrokimyasal karakterizasyonlar sonucunda en yüksek verim elde edilen optimum sentez koşullarının 100:1 bilye-toz ağırlık oranı, 72 saat öğütme süresi ve 1:1 NaCl:(Mo+S/Se) molar orana sahip deney koşulları olduğu belirlenmiştir. Optimum koşullar altında sentezlenen malzemeler, yüksek HER aktivitesi göstermiştir. 10 mA cm-2 akım yoğunluğuna ulaşmak için, MoS2 ve MoSe2 katalizör malzemeleri için sırasıyla 191 mV ve 165 mV'luk bir aşırı potansiyel gerekli iken, 75 mV dec-1 ve 48 mV dec-1 gibi oldukça düşük Tafel eğimi değerleri elde edilmiştir. Sentezlenen nano katalizörlerin yüksek katalitik aktivitesi nanotabakaların kısmen amorf yapısına, kristal kusurlarına ve yapılarındaki S, Se boşluklarına bağlanmıştır. Bu durum, hidrojen adsorpsiyonu ve desorpsiyonu süreçlerini kolaylaştırmakta ve HER kinetiğinin hızlanmasına katkıda bulunmaktadır. Önerilen bu yöntem, diğer nano TMD'lerin büyük ölçekte üretimi için de oldukça umut vadetmektedir.
Düşük irtifa iha aerodinamik analizleri ve protatip imalatı
Bu tez çalışmasında, düşük irtifada görev yapan sabit kanatlı insansız hava araçlarının (İHA) aerodinamik tasarımı, yapısal analizi, malzeme seçimi ve prototip üretim süreci bütüncül bir yaklaşımla ele alınmıştır. Tez kapsamında, özellikle yerli savunma sanayiinde önemi giderek artan mikro ve mini sınıf İHA'lar için yerli üretim kabiliyetlerinin geliştirilmesine yönelik özgün bir İHA tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, düşük irtifa uçuş dinamikleri, aerodinamik kuvvetler ve kaldırma sürükleme dengesine dair teorik bilgiler sunulmuş; ardından kanat profili, gövde geometrisi ve motor konfigürasyonuna ilişkin tasarım parametreleri belirlenmiştir. Uçuş performansını doğrudan etkileyen kanat açıları ve yüzey alanları, ANSYS Fluent gibi CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) yazılımları kullanılarak analiz edilmiştir. Aerodinamik optimizasyon sürecinde Taguchi ve RSM (Response Surface Methodology) gibi deney tasarımı yöntemlerinden faydalanılmış; ANOVA analizleri ile parametrelerin istatistiksel etkileri değerlendirilmiştir. İHA'nın üretiminde, düşük yoğunluk ve yüksek dayanım özellikleri nedeniyle karbon fiber takviyeli kompozit malzemeler tercih edilmiştir. Kalıp üretimi, vakum infüzyon yöntemi, mekanik montaj ve elektronik sistem entegrasyonu süreçleri detaylı biçimde yürütülmüş ve prototip üretimi tamamlanmıştır. Statik yük testleri, CG (ağırlık merkezi) ölçümleri ve uçuş öncesi sistem kontrolleri gerçekleştirilmiş; ardından uçuş testleri ile İHA'nın kalkış, düz uçuş, manevra ve iniş performansları gözlemlenmiştir. Çalışmanın sonunda, tasarımın uçuşa uygunluğu doğrulanmış; elde edilen veriler doğrultusunda yerli İHA sistemlerinin tasarım, üretim ve test süreçlerine yönelik öneriler sunulmuştur. Bu tez, mühendislik disiplinlerinin bütünleşik bir yaklaşımla uygulanması sayesinde, düşük maliyetli, optimize edilmiş ve yerli bir İHA çözümü sunarak, literatüre ve sektöre önemli katkılar sağlamaktadır.
A 356 alüminyum döküm alaşımında mekanik özelliklerin geliştirilmesi
Alüminyum alaşımları, havacılık ve otomobil endüstrisinde özellikle enerji tasarrufu sağlamak amacıyla ağırlık ve buna bağlı olarak egzoz gazları salınımının azaltılması açısından önemli bir fayda sağlamaktadır. Bu amaçları sağlamak için alüminyum alaşımları içinden özellikle A356 (Al-7Si-0.3Mg) alaşımı döküm parçaların üretiminde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Mekanik yeterlilikleri, hafif oluşu, ısı iletim katsayısı, korozyon direnci gibi özellikleri nedeni ile de çelik malzemelere tercih edilmektedirler. Kullanıldıkları alana göre, seçilen alüminyum döküm alaşımları ile üretilen parçaların yeterli mekanik ve fiziksel özellikleri göstermesi olmazsa olmazdır. Bu nedenle alüminyum döküm alaşımlarında mukavimleşme mekanizmaları son derece önemlidir ve endüstride çeşitli uygulamaları mevcuttur. Gaz giderme işlemi en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Bunun nedeni ise sıvı metal içerisinde kalan hidrojen gazı kabarcıklarının katılaşma ile beraber çökelmesi ve yapı içerisinde süreksizlikler oluşturarak malzemenin mukavemetini olumsuz yönde etkilemesidir. Bu sebeple alüminyum içerisinde oluşan gaz porozitesinin giderilmesine yönelik çeşitli uygulamalar mevcuttur. Ultrasonik yöntemle gaz giderme işlemi de bunlardan biridir. Tez kapsamında bu yöntem incelenmiş olup 0170.STZ.2013-1 kodlu san-tez projesi kapsamında yapılan deneysel çalışmalara ait bulgular paylaşılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda üretilen numunelere ait mekanik test sonuçlarında geleneksel yöntemler ile gaz giderme işlemine göre ortalama %5 iyileşme sağlandığı görülmüştür.
Hızlı katılaştırma yöntemi ile üretilmiş nikel-bakır (Monel 400) alaşımı tozların presleme ve sinterleme parametrelerinin incelenmesi
Bu çalışmada Nikel esaslı (Ni-Cu) Monel 400 alaşımı su jeti soğutmalı döner disk atomizasyonu yöntemi ile atomize edilerek hızlı katılaştırılmış toz üretilmiş, üretilen toz tek eksenli çift etkili preste preslenmiştir. Yüksek saflıkta hidrojen atmosferinde sinterlenerek parça üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen tozlarda toz boyutuyla mikroyapı ve mikrosertlik değişimi incelenmiştir. Toz boyutunun azalmasıyla mikrosertlik değerinin arttığı; mikroyapının ise en küçük boyutlu tozlarda eş eksenli hücresel olduğu, artan toz boyutuyla hücresel-dentritik ve dentritik yapılara doğru değiştiği gözlenmiştir. Görünür yoğunluk % 38 olarak elde edilirken, 150, 270, 360, 480 ve 600 MPa basınçlarda yapılan preslemelerde ham yoğunluk artan presleme basıncıyla artarak, 600 MPa basınç için %83 değerine ulaşmıştır. 60, 75, 90 ve 105 dakika sürelerde ve 1100, 1140, 11180 ve 1200 oC sıcaklıklarda yapılan sinterlemerde en yüksek yoğunluk ve mukavamet değerine 90 dakika sinterleme süresi ve 1200 oC sinterleme sıcaklığında ulaşılmıştır. Bu sıcaklık ve sürede yapılan sinterlemede % 94 yoğunluğa ve 258 MPa çekme mukavametine ulaşılmıştır.
Cam elyaf takviyeli kestamid matrisli kompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada basınçlı kalıplama yöntemiyle polimer matrisli cam elyaf takviyeli kompozit malzemeler üretilmiştir. Matris malzemesi olarak döküm poliamid (kestamid), takviye malzemesi olarak ise kırpılmış cam fiber kullanılmıştır.Matris ve takviye malzemesinin miktarları ağırlıkça % 50 olarak alınmıştır. Kompozit üretim işlemi farklı sıcaklık ve farklı basınçlarda gerçekleştirilerek sıcaklık ve basıncın kompozit malzemenin mekanik özelliklerine etkisi belirlenmiştir. Üretilen kompozitlerin mikro-yapısı ve kırılma yüzeyleri Stereo ve taramalı elektron (SEM) mikroskopları yardımı ile incelenmiştir.Kompozitlerin mekanik özelliklerinin artan sıcaklık ve basınç ile arttığı gözlenmiştir. Bunun yanında artan sıcaklıkla matris malzemesinin cam elyaf demetlerini daha iyi ıslattığı gözlemlenmiştir. Ayrıca sabit sıcaklıkta artan presleme basıncının mekanik özellikleri arttırmada belli bir presleme basıncından sonra bu değerlerde önemli bir değişiklik yapmadığı belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda cam elyafı takviyeli döküm poliamid kompozit malzemeler için optimum işlem şartları sıcaklık ve presleme basıncı sırası ile 300 ° C ve 20 MPa olarak belirlenmiştir.
Aluminyum matrisli Al2O3 parçacık takviyeli kompozitlerin mekanik alaşımlama yöntemi ile üretimi
Bu çalışmada mekanik alaşımla yöntemi kullanılarak farklı oranlarda Al2O3 takviyeli alüminyum matrisli kompozit tozlar üretilmiştir. Mekanik alaşımlama işleminin kompozit tozu üzerindeki etkisi incelenmiştir.Al alaşım ve hacimce %5,10 ve 15 Al2O3 takviye oranına sahip Al toz karışımları mekanik alaşımlama işlemiyle üretilmişlerdir. Elde edilen Al alaşım ve kompozit tozları preslenerek ham numuneler elde edilmiştir. Numuneler 600 C° sıcaklıkta 3 saat süre ile Argon gazı ortamında sinterlenmişlerdir. Farklı alaşımla sürelerinde hazırlanan kompozit tozları morfolojik ve yapısal incelemeleri SEM ve XRD ile gerçekleştirilmiştir.Sonuçlar, planet tipi bilyalı değirmende mekanik alaşımlama süresinin artmasıyla Al2O3 parçacıklarının Al matris içerisinde daha homojen olarak dağıldığını göstermiştir. Ayrıca parçacık hacim oranı arttıkça yoğunluk, gözenek ve sertlik değerleri artmıştır.
Bakır esaslı kompozit malzeme üretimi ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada toz metalurjisi yöntemi (T/M) ile ağırlıkça % 2, % 4, % 6, % 8, % 10 oranlarında B4C içeren bir seri bakır esaslı kompozit malzeme üretildi. Üretilen bu kompozit malzemeler ile karşılaştırma yapmak amacıyla T/M yöntemi ile üretilen bronz malzemelerin yoğunluk, sertlik, % porozite değerleri belirlendi. Ayrıca üretilen kompozit malzemelerin, bronzun ve piyasadan tedarik edilen dökülmüş durumdaki bronzun aşınma performansları laboratuardaki mevcut bir pin on disk aşınma makinası yardımı ile belirlendi. Aşınma testine tabi tutulan malzemelerin aşınma yüzeyleri SEM de incelendi. Deneyler sonucunda kompozit malzemelerin yoğunluk değerlerinin B4C içeriği ile birlikte azaldığı, % porozite değerlerinin ise arttığı gözlendi. Bunun yanında üretilen kompozitlerin sertlik ve aşınma direncinin artan B4C içeriği ile birlikte arttığı belirlendi. Presleme basıncı ve sinterleme süresinin alaşımların yoğunluk sertlik ve aşınma direnci üzerinde etkili olduğu tespit edildi. Yapılan deneyler sonucunda düşük oranlarda B4C içeren bakır esaslı yatak malzemelerinin geleneksel olarak kullanılan dökülmüş durumdaki bronz malzemelere alternatif olabileceği belirlendi.