745
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Demir çelik atıklarından olan tufalin alternatif yöntemlerle değerlendirilmesi
Dökümhanede, haddehanede kütük ve sıcak slab yüzeylerinin soğutulması işleminde yüksek sıcaklık ve oksitleyici ortam nedeni ile slab, kütük ve ingot yüzeyinde oluşan oksit tabakası hadde tufali olarak adlandırılmakta ve atık olarak görülmektedir. Bu oksit tabakası parça yüzeyinden genellikle yüksek basınçlı su ile temizlenmektedir. Tufalin büyük çoğunluğunu vüstit(FeO), manyetit(Fe3O4) ve hematit(Fe2O3) gibi demir oksitli yapılar oluşturmaktadır. Tufalin, alternatif bir yöntemle geri dönüşümünün araştırıldığı bu çalışmada karbonize badem kabukları redükleyici olarak kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda farklı tane boyutlarına getirilen tufal ve karbonize badem kabuklarından FeO/C oranı 80/20, 70/30 ve 60/40 olacak şekilde harmanlanarak peletler hazırlanmış, mikrodalga fırında redüksiyon işlemine tabi tutulmuşlardır. Tane fraksiyonlarının redüksiyon derecesine etkisinin araştırıldığı deneylerde en uygun sonuçlar -75 μm tane boyutlu malzemede; FeO/C oranı 70/30 olan numunelerin, 10 dakika mikrodalga redüksiyona tabi tutulmaları sonucunda redüksiyon derecesinin %65,83'e kadar çıktığı görülmüştür. Deneylerin sonraki aşamasında, aynı oranlardaki tufal ve redükleyici elemandan oluşan karışım bir speks değirmende 120 dakika öğütülmüş, ardından yine mikrodalga fırında redüksiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. FeO/C=60/40 olan öğütülmemiş numunenin TG-DTA eğrisinde, üst-ekzotermik pikin yaklaşık 200°C'de başladığı, 850°C'de sona erdiği ve %41,5 ağırlık kaybı olduğu görülürken, aynı numunenin 120 dakika speks değirmende öğütüldükten sonra, alınan TG/DTA analizinde ekzotermik reaksiyonların yaklaşık 170°C'de başladığı, 650°C'de sona erdiği ve yaklaşık %39 ağırlık kaybı olduğu görülmüştür. Yüksek enerjili değirmene (spex) konulan -75 μm tane boyutlu malzemenin öğütme işleminden önce ve sonra partikül boyut dağılımlarına (PSD analizleri) bakılmıştır. PSD analizlerinde, spex cihazına beslenen karışım içerisindeki redükleyici miktarının azalması ile ağırlıklı tane boyutunun arttığı ve spesifik yüzey alanının ise azaldığı görülmüştür. Yüzey alanlarına bakıldığında en yüksek yüzey alanı 5,92 m²/g ile FeO/C=60/40 olan numunelerde elde edildiği görülmüştür. Mekanik aktivasyon işlemlerinin ardından gerçekleştirilen mikrodalga redüksiyonda %93,54 metalleşme oranı ile FeO/C oranı 60/40 olan numunenin 15 dakika mikrodalga fırında bekletilmesi sonucu elde edildiği görülmüştür. Bu malzemenin metal spektrometresi ile bileşimine bakılmış ve %93,4 Fe, %4,2 C, %0,65 Si, %0,08 Mn, %0,17 S, %0,1 P içerdiği tespit edilmiştir.
Düşük karbonlu yüksek mukavemetli çeliklerde borlama
Sanayide birçok farklı sektörde kullanılan düşük karbonlu yüksek mukavemetli çeliklere yüzey iyileştirme işlemleri yapılarak kullanım sınırları genişletilebilmektedir. Sahip oldukları düşük karbon neticesinde yüzeyden içeri difüzyon yoluyla sertleştirici elementlerin emdirilmesi ve bu işlemin mümkün olabilen en düşük sıcaklık ve sürelerde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Yüzeyde yüksek sertlik ve aşınma direnci istenilen durumlarda borlama işlemi yapılması en doğru karardır. Mekanik alaşımlama gibi bir ön işlemden geçirilen borlayıcı toz karışımı ile yüzeyde oluşturulacak borür tabaka derinliğini mümkün olan en düşük sıcaklıklarda elde etmek amacıyla bu çalışma yapılmıştır. 0, 10 ve 20 saat planeter tipi bir öğütücü kullanılarak mekanik alaşımlama (MA) yapılan borlayıcı toz karışımı ile 650-700-750-800-850 °C sıcaklıklarında ve 3-6-12 saat borlama ısıl işlem sürelerinde DIN St28 standardına sahip numuneler borlanmıştır. Elde edilen numunelere optik ve taramalı elektron mikroskoplarıyla mikroyapı incelemesi, x-ışınları ile toz ve borür tabaka karakterizasyonu, vicker sertlik ölçme metodu ile yüzeyden merkeze sertlik dağılımı ve Pin-On-Disk metodu kullanılarak ağırlık kaybı üzerinden aşınma incelemeleri yapılmıştır. Bulgular neticesinde 650 °C 'de mekanik alaşımlama uygulanmayan tozlarla elde edilen jel kullanılarak borür tabakası elde edilemezken 10 ve 20 saatlik işlemlerinde 6 ve 12 saat borlama sonucunda borür tabakaları elde edilmiştir. Her bir mekanik alaşımlama işlemi ile tozların aktivasyon enerjileri hesaplanmış ve sırasıyla 113,555, 108,814 ve 106,746 kJ/mol olarak bulunmuştur. Artan sıcaklık ve borlama süreleriyle birlikte tabaka kalınlıklarında ve sertliklerinde ciddi artışlar gözlenmiş, buna bağlı olarak aşınmayla gerçekleşen ağırlık kayıplarında ciddi azalmalar elde edilmiştir. Borlama işlemi gibi difüzyonal süreçlerde kullanılacak tozların Mekanik Alaşımlama gibi bir ön işlemden geçirilmesiyle aktivasyon enerjisinde düşüş, buna paralel olarak tabaka kalınlıklarında ve mekanik özelliklerinde önemli artışlar elde edilmiştir.
Fe-Co matrisli kompozit kaplamasına Ta elementi ilavesinin yüzey özelliklerine etkisi
Amaç: Hardox 500 çelik yüzeyine TIG yöntemiyle Fe-Co (demir-kobalt) esaslı Ta (Tantalyum) takviyeli alaşımlı kompozit kaplama tabakası üretimi yapılarak mekanik özelliklerin incelenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Yapılan çalışmada 20x1000x10 boyutlarında Hardox 500 çelik malzeme temin edildi. 6 mm genişlik ve 1,5 mm derinliğinde kanallar açıldı. TIG yöntemi kullanılarak 150 A akımda yüzey kaplama işlemleri yapıldıktan sonra, Optik Mikroskop (OM), Taramalı Elektron Mikroskobu ve X-Işını Kırınımı (XRD) analizleri tamamlandı. Kaplama numunelerinin mekanik özelliklerini incelemek için Charpy Çentik Darbe ve Mikrosertlik testleri yapıldı. Bulgular: Yüzey kaplama işlemlerinden sonra yapılan analizlerde yüzey morfolojilerinde tane büyümeleri ve kaynak sonrası tipik dentritik oluşumlar tespit edildi. Hardox 500 çeliğinin sertlik değerinin yüzey kaplama işlemleri sonucu düştüğü belirlendi. Charpy çentik testi sonuçlarında ise tüm numunelerin kırıldığı tespit edildi. Sonuç: Hardox 500 çeliğinin ilave edilen alaşımlarla kaynak edilebilirliğinin mümkün olduğu belirlenmiştir. Ayrıca önemli ölçüde değişen mekanik özelliklerin kapsamlı araştırmalara yol göstereceği düşünülmektedir.
Fotokimyasal oksidasyon teknolojisinin hidrometalurjik çalışmalara uygulanabilirliğinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, sfalerit konsantresi ve bakır üretim cürufu gibi iki farklı karaktere sahip katı malzemeden metallerin çözünme davranışı fotokimyasal reaksiyonlardan faydalanılarak incelenmiştir. Fotokimyasal reaktörler çeşitli atık giderimi ve dezenfektasyon çalışmalarında yaygın olarak kullanılmakla birlikte hidrometalurji çalışmalarına adaptasyonu ve sürecin incelenmesi yeni bir hidrometalurji yaklaşımı olarak değerlendirilmektedir. Deneysel çalışmalar, bir cam reaktör içerisine kuvars cam kılıf yerleştirilmesi ile UV lambalarının daldırılması ve cam bir tüp aracılığı ile reaktörün altından dağıtım sistemine sahip bir hava besleme kanalı ile kesikli olarak yürütülmüştür. Çalışmalarda farklı dalga boylarına ve farklı güçlere sahip UVA, UVB, UVC ve VUV ışığının bir liç çözeltisindeki davranışı incelenmiştir. Ayrıca deneysel çalışmaların tamamı UV varlığında ve aynı şartlarda UV lambası olmadan karşılaştırmalı olarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler ışığında radikal oluşturma mekanizmasının liç ortamına uyarlanması ve oksidatif bir çözelti ortamı oluşturarak liç işleminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Fotoreaktör sisteminde yapılan çalışmalarda UV ışın dalga boyu, UV ışın gücü, hava besleme hızı, asit konsantrasyonu, liç sıcaklığı, liç süresi ve katı-sıvı oranı gibi parametrelerin metal çözünmesi üzerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca deneysel çalışmalar neticesinde çözünme mekanizmasını daha iyi anlamak amacıyla hem UV'li hem de UV'siz ortamlarda liç kinetiği incelenmiştir. Diğer taraftan, farklı ortam koşullarında reaktör kesiti üzerinde ışın şiddeti dağılımının ölçülmesi ve metallerin kazanımında optimum şartlarda UV dozu ve elektrik enerjisi tüketimlerinin hesaplanmaları gerçekleştirilmiştir. Metal ekstraksiyonu açısından UV'li fotoreaktör sistemlerinde elde edilen sonuçlar UV'siz şartlarda elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında hem bakır üretim cüruf karışımından hem de sfalerit konsantresinden metal çözünmesinin, belirli dalga boyundaki UV'li liç yöntemlerinde UV'siz liçe göre daha verimli olduğu ortaya çıkarılmıştır. Anahtar Kelimeler: Liç, Sfalerit Konsantresi, Bakır Üretim Cürufları, Fotokimyasal Oksidasyon, Ultraviyole Lamba, Oksidatif Radikal
Seramik sağlık gereçleri üretiminde pişirme sürelerinin kısaltılmasına bağlı enerji tasarrufu sağlayan kompozisyonların geliştirilmesi
Seramik sağlık gereçleri (SSG); metalik olmayan hammaddelerin belirli oranlarda karıştırılarak akışkan bir çamur haline getirilmesi, sonrasında bu karışımın alçı veya sentetik reçine kalıplarda şekillendirilerek 1250°C'lerde pişirilmesi ile elde edilen ve su emme değeri % 0,5'in altında olan ürünlerdir. Kil, kaolen, kuvars, feldispat gibi inorganik hammaddeler seramiğin temel yapısını oluşturur. Beyaz veya renkli lavabo, ayak, klozet, rezervuar, bide, hela taşı, pisuar ve duş teknesi ürün yelpazesinin başlıca ürünleridir. Bu çalışmada, seramik sağlık gereçlerinde yaygın olarak kullanılan Na-feldispatın tane boyutu farklı boyutlara küçültülerek sinterleme davranışı incelenmiştir. 63 mikron altına küçültülerek 1245°C'de sinterlenen numunelerin ortalama 10-15°C lik bir sıcaklık düşüşü olabileceği belirlenmiştir. Aynı çalışmada mix feldispat denemesi yapmak amacıyla da sodyum feldispat yerine harici olarak potasyum feldispat ilavesi yapılarak reçete kompozisyonu geliştirilmiştir. Sodyum feldispatın yerine % 20 civarlarında potasyum feldispat ilavesi ile birlikte yine sıcaklıklarda benzer düşüş olmasına karşılık deformasyon değerlerinin düşürülebildiği tespit edilmiştir.
Seramik sağlık gereçleri sektöründe kullanılan ithal şamot malzemesinin yerli hammaddeler ile üretilmesi ve geliştirilmesi
Seramik sağlık gereçleri sektöründe üretilen ürünler için iki farklı çamur kullanılmaktadır. Bu çamurlar; vitrifiye çamurları ve fine fire clay (FFC) çamurlarıdır. Uzun ebatlı ve düşük pişme deformasyonun gerekliliği bulunan lavabo türü ürünler FFC çamurları ile üretilmektedir. FFC ürünlerine yüksek mukavemet ve düşük deformasyon davranışını reçete içerisindeki şamot hammaddesinin sağladığı literatürde yer almaktadır. Şamot malzemesinin sağladığı bu önemli özelliklerin yanı sıra, üretici firmaların azlığı ve yurt dışından ithal ediliyor olması yüksek maliyet ve ekonomik istikrarsızlıkları beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada, seramik sağlık gereçleri sektöründe Türkiye'deki firmaların rekabet gücünün arttırılması ve dünyada büyük bir pazar açığı olan şamot sektörüne yerli kil ve kaolenler kullanılarak alternatiflerin sunulması amaçlanmıştır.
Alüminyum tane incelticilerin toz metalurjisi ile üretimi ve döküm performansının incelenmesi
Alüminyum ve alaşımlarına uygulanan tane inceltme işlemi uzun süredir endüstriyel olarak kullanılan bir işlemdir. Ticari olarak alüminyumun titanyum ve bor ile ön alaşımlandırılması ile üretilen master alaşımlar kullanılmaktadır. Şuana kadar mekanizması kesin olarak açıklanamamakla birlikte en genel varsayım master alaşım içerisinde yer alan intermetalik bileşikleri sıvı alüminyum içerisinde tane inceltici olarak davrandığı yönündedir. Alüminyum alaşımlarına uygulanan bu işlem sonucu sadece malzemenin tane boyutunda bir küçülme değil ayrıca alaşımın dökülebilirliği, mekanik ve korozif özelliklerinde de önemli iyileştirmeler elde edilmektedir. Ticari olarak yaygın bir şekilde kullanılmasına rağmen her geçen gün artan kalite ihtiyacı sonucu hem endüstriyel hem de özellikle mekanizması ve performansındaki iyileştirmelere yönelik akademik çalışma sayısında artış yaşanmaktadır. Bu çalışmada ise Etial 180 alaşımının tane inceltme performansının incelenmesi ve tane inceltme mekanizmasının anlaşılması için toz metalürjisi yöntemi ile üretilen tane incelticiler kullanılmış ve ticari olarak kullanılan tane incelticiler ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada Al25Ti, Al25B, Al5Ti1B ve Al5Tİ5B kompozisyonlarına sahip 4 farklı tane inceltici tasarımı yapılmış ve farklı sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Akabinde elektrik direnç fırını içerisinde ergitilen Etial 180 alaşımı içerisine ilave edilerek 15 dakika sonunda ve kokil kalıplara dökülmüştür. Standart numune hazırlama işlemlerine göre hazırlanan numunelere mikro yapısal incelemeler, tane boyut ölçümü, korozyon, aşınma ve sertlik testi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre toz metalurjisi ile üretilen tane incelticilerin alaşımın tane boyutunu azaltmada etkili olduğu özellikle tane inceltici içerisindeki bor oranının artması ile tane inceltme performansının arttığı görülmüştür.
S700 MC çeliğinin robotik kaynak sistemleriyle uygun ısı girdilerinin hesaplanarak mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi ve otomasyona uyarlanması
Bu çalışmada ince taneli yüksek mukavemetli S700 MC yapı çeliğinde kullanılan ısı girdisi parametrelerinin, malzemenin mekanik özelliklerini ne şekilde değiştirdiği incelenmiştir. Bu parametrelerden kaynağa ait akım, kaynak voltajı, kaynak hızı ve kaynak paso sayısı değerleri değiştirilerek, endüstri 4.0 ve kalite 4.0'a uygun çeşitli köşe kaynağı yapılan numuneler elde edilmiştir. Daha sonra bu bağlantıların kaynak dikiş profilleri ve nüfuziyetleri incelenmiş; tahribatlı muayene yöntemlerinden sertlik deneyi, tahribatsız muayene yöntemlerinden ise sıvı penetrasyon testi yöntemleri kullanılarak mekanik özellikleri araştırılmıştır. S700 MC çeliklerde akma dayanımı 1200 N/mm²'ye kadar yükselmekte tokluk değerleri -40°C'de 60 J düzeyine ulaşabilmektedir. Bu nedenle bu çelikler iş makinesi endüstrisinde, tarımsal makinalarda, ağır yük taşımacılığında vb. yerlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbon oranları düşük olduğu için şekillendirilebilmeleri yeterli düzeydedir. Soğuk şekil değiştirmiş bölgede veya yakınında yapılan kaynak işlemi yeniden kristelleşmeye ve iri taneli iç yapı oluşumuna neden olmaktadır. Mikro yapısal değişimlerin olduğu yeniden kristalleşmiş bölgede tokluğun, sertleşmenin ve mukavemetin azalmasına sebep olmaktadır. Bu çalışmada kaynak ısı girdisinin S700 MC yapı çeliğinin ısıdan etkilenen bölgesindeki mekanik özelliklere etkisi araştırılmıştır. Yüksek mukavemetli, bükülebilir özelliğe sahip olması, düşük karbon eş değerliği, tüm imalat yöntemlerine uygunluğu S700 MC çeliğinin seçilmesindeki en önemli nedenlerdir. Bu araştırmada aynı şarj numarasından kesilmiş, aynı plakalar test parçası olarak kullanılmıştır. Yapılan bu çalışmaların sonucunda; iş makinesi ve otomotiv sanayinde bir üründe kullanılacak olan kaynak metotlarının doğruluğu, uluslararası standartların belirlediği test kurallarıyla test edilmiş ve MAG yönteminden elde edilen sonuçlar mekanik ve metalurjik açıdan değerlendirilmiştir. Robotik kaynak sistemlerinin seçilmesi ve endüstri 4.0. ile kalite 4.0.'ın desteklenmesi bu çalışmanın en güçlü yanıdır. Bu insansız üretim ve otomasyonlu uygulama sayesinde özellikle iş makinesi sektöründe bir ürünün kaynaklı imalatında, insana ve tecrübeye bağlı olarak her defasında farklı uygulanan kaynak parametreleri nedeniyle ortaya çıkan hataların, konstrüksiyona, malzemeye, makine veya imalat parçasına vereceği mekanik ve metalurjik hasarların önüne geçilmiş ve sanayilerdeki kaynaklı imalatta sürdürülebilir kalite sağlanmıştır. Yapılan makro testlerde ve yüzey süreksizlik kontrollerinde sonuçlar ideal görünmesine rağmen, kaynak bölgesinin mekanik değerlerinin kabul dışı olabileceği görülmüştür. Standartların ne kadar önemli olduğu, hiçbir işin tecrübe ve operatör inisiyatifinde olmaması gerektiği vurgulanmıştır. Standartlarda bizden istenen değerlerin dışına çıkıldığı takdirde ortaya çıkabilecek tüm riskler test sonuçlarında gözlemlenmiştir.
Al-Cu ve Al-Zn alaşımlarında soğuma hızının mikroyapısal özelliklerı ve korozyon davranışı üzerındeki etkisi
Bu çalışmada saf alüminyuma (Etial A7) içerisine ağırlıkça yüzde 2,5, yüzde 5 ve yüzde 7,5 oranında bakır ve çinko ilave edilerek literatürde kama kalıbı olarak bilinen farklı kesit kalınlıklarına sahip çelik kalıcı bir kalıba dökülmüştür. Döküm sonrası elde edilen kama şeklindeki parçanın 15 mm ve 25 mm kesitlerinden çıkarılan numuneler sırasıyla optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrumu (EDS) kullanılarak karakterize edilmiştir. Ayrıca numunelerin Vickers sertlik değerleri ölçülmüş ve 0.5M NaCl çözeltisi içerisinde potansiyodinamik polarizasyon testi gerçekleştirilmiştir. Bulgular saf alüminyuma eklenen çinkonun tane sınırlarında çökeldiğini, bakırın ise tane sınırlarında intermatalik yapılarla ortaya çıktığını göstermektedir. Öte yandan saf alüminyumda artan çinko ve bakır ile bu tane sınır fazlarının arttığı, ancak farklı kesit kalınlıklarına sahip kama kalıbın ince kesitlerinde daha homojen ve rafine bir dağılım gözlendiği belirlendi. Sertlik testi sonuçlarına göre numune kesit kalınlığının daralması yani soğuma hızının artması ile sertlik değerlerinin ortalama %10 arttığı gözlemlenmiştir. Potansiyodinamik polarizasyon testi sonuçlarına göre saf alüminyumun potansiyel değeri en yüksek, yani en soy ve akım yoğunluğu en düşük numune olduğu gözlemlendi. Saf alüminyuma çinko ve bakır ilavesi ile alaşımın korozyon direncinde azalma olurken, bakır ilaveli numunede bu durumun daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ancak farklı kesitlerden alınan numuneler arasında ince kesitlerden alınan numunelerin korozyon direncinin kalın kesitlerden alınan numunelere göre daha iyi olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıca Aşınma testinden elde edilen bulgular sonucuyla numunelerde herhangi bir farklılık tespit edilmemiştir.
7075 alumınyum alaşımına tane ınceltme ıslemının mekanık ozellıklerıne etkısı
7075 Alüminyum alaşımı, düşük yoğunluk, yüksek mukavemet ve yüksek korozyon direnci gibi özelliklerinden dolayı, havacılık-uzay ve otomotiv sanayinde sıklıkla kullanılan bir alaşımdır. Bu alaşımlara uygulanan ısıl işlem ile mekanik özellikleri önemli seviyede geliştirilebilmektedir. Öte yandan son çalışmalar gösteriyor ki 7075 serisi alüminyum alaşımlarına ilave edilen eser miktardaki alaşım elementlerinin mekanik özellikleri daha da artırabileceği yönündedir. Bu çalışmada 7075 alüminyum alaşımına farklı oranlarda ilave edilen Al-5Ti-1B tane incelticinin mikroyapısal, mekanik özellikler ve ısıl işlem üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla 7075 alüminyum alaşımı içerisine ağırlıkça %0, %0,5 ve %1 oranında Al5Ti1B tane inceltici ilave edilmiştir. Akabinde çözeltiye alınarak yaşlandırma uygulanan alaşımların döküm durumu, çözelti alınmış halleri ve ısıl işlem sonrası özellikleri incelenmiştir. Çalışma sonucu tane incelticinin hem çökelme sertleşmesi uygulanan numunelerde hem de uygulanamayan numunelerde mikroyapısal olarak değişikliklere sebep olduğu gözlemlenmiştir. Tane inceltici ilave edilmeyen alaşımın sertlik değeri, ilave edilip ısıl işlem uygulanan alaşıma göre %47.5 oranında artış göstermiştir. Çekme testi sonucu elde edilen verilere göre tane inceltici ilave edilen ve çökelme sertleşmesi uygulanan alaşımın çekme mukavemetinin, tane inceltici ilave edilemeyen alaşıma göre %111 oranında daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.
Tufal ve düşük tenörlü hematit cevherlerinden sünger demir üretiminde redükleyici olarak soma bölgesi linyit kömürünün kullanılması
Bu çalışmada, yerli hammaddeler kullanılarak demir oksitlerin redüksiyonu incelenmiştir. Bu amaçla, %25 tufal, %75 hematit ve toplam malzemenin %40'ı kadar linyit ilave edilerek hazırlanan harmanın mekanik aktivasyon işlemi uygulanmadan hazırlanan peletlerin farklı sıcaklıklarda süreye bağlı olarak yapılan hesaplamada reaksiyonların aktivasyon enerjisinin, ürün tabakasından difüzyon yolu ile kontrol edilmesi durumunda 75,43 kJ/mol olduğu, reaksiyon yüzeyde kimyasal reaksiyon ile kontrol edilmesi durumunda ise 64,10 kJ/mol olduğu anlaşılmıştır. %40 linyit miktarı sabit tutularak karışıma yine %25, 50 ve %75 oranında tufal ilavesi yapılmış ve 60 dakika yüksek enerjili bir değirmende peletleme öncesi öğütme işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerde, sıcaklık, 800, 900 ve 1000oC olarak seçilmiş süre ise 5, 10, 15, 30, 60 ve 120 dakika olarak belirlenmiştir. Yapılan tüm redüksiyon deneylerinde vüstit ilavesi artarken, redüksiyon derecesinde bir düşüş olduğu görülmüştür. Deneysel çalışmalarda en yüksek redüksiyon derecesi %25 tufal, %75 hematit ve toplam miktarın %40'ı kadar ilave edilen redükleyicinin (linyit) 60 dakika süre ile yüksek enerjili bir değirmende öğütüldükten sonra hazırlanan peletlerin 1000oC sıcaklıkta 120 dakika redüksiyona tabi tutulmaları sonucu %98,25 olarak elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Sünger Demir, Linyit Kömürü, Soma Bölgesi, Hadde Tufali, Hematit, Mekanik Öğütme
Orta manganlı ileri yüksek mukavemetli çeliklerde krom ilavesinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
Yirminci yüzyılın sonlarından itibaren otomotiv sektörünün öncelikleri değişmiş, yakıt tüketimi ve yolcu güvenliği gibi etkenler otomobillerin tasarımında belirleyici rol oynamıştır. Bu faktörler, yeni çelik türlerinin geliştirilmesini mecbur kılmış ve yüksek mukavemet ve gelişmiş uzama kabiliyeti gösteren ileri yüksek mukavemetli çelikler geliştirilmiştir. Sektörün artan talepleri ve katı güvenlik kuralları, zaman içerisinde yeni AHSS türlerine olan gereksinimi arttırmış ve çelik endüstrisini yeni nesil AHSS türlerini üretmenin yollarını bulmaya itmiştir. Geliştirilen bazı çelik türleri, sektörün taleplerine karşılık vermiştir. Yeni nesil AHSS olabilecek bu çelik türlerinden biri de, orta manganlı çeliklerdir. Bu çalışma orta manganlı çeliklerde krom (Cr) ilavesinin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini belirlemek amacı ile gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, farklı oranlarda Cr içeren (ağırlıkça % 0, 0.4, 0.8, 1.2) dört ayrı orta manganlı çelik plaka dökülmüş, bu plakalar sıcak dövme yöntemi ile sac formuna getirilmiştir. Bu saclardan alınan numunelere farklı ısıl işlem prosesleri uygulanmış, kritik tavlama sıcaklığı (650, 675, 700 ve 800 °C), kritik tavlama süresi (30, 60 dakika), soğutma ortamı (su ve hava), temperleme sıcaklığı (200, 250, 300 °C) ve temperleme süresi (20, 40, 60 dakika) gibi ısıl işlem parametreleri ile bu prosesler geniş bir şekilde ele alınmıştır. Optik mikroskop (OM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ile numunelerdeki mikroyapısal farklılıklar incelenmiş, X-ışını spektroskopisi (EDS) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) analizlerinden elde edilen veriler kullanılarak kalıntı östenit fazının bileşimi ve hacimsel oranları hesaplanmıştır. Çekme ve sertlik testleri ile belirlenen mekanik özellikler, numunelerin mikroyapıları ile ilişkilendirilerek yorumlanmıştır. Son olarak çekme numunelerinin kırılma yüzeylerinden alınan SEM mikrografları ve makro görüntüler ile kırılma davranışları incelenmiştir. Elde edilen bulgular, düşük oranlardaki Cr ilavelerinin orta manganlı çeliklerde kalıntı östenit fazının termal kararlılığını arttırdığını ve mukavemet-uzama kombinasyonunu geliştirdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, kritik tavlama işleminin gelişmiş özellik kombinasyonu için oldukça belirleyici olduğu görülmüş, en iyi mekanik özellik kombinasyonları 650 °C'de tavlanan %1.2 Cr ilaveli numunelerde elde edilmiştir (⁓ 32 GPa.%). Kırılma yüzeylerinden alınan görüntülerde ise soğutma ortamının kırılma davranışı üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Bu kapsamda, hava ortamında soğutulan numunelerde kırılmanın karma formda gerçekleştiği gözlemlenmiş ve suda soğutulan numunelerde gevrek kırılma mekanizmasının daha etkin olduğu tespit edilmiştir.
Hidrotermal karbonizasyon yöntemi ile çay tesis atıkları ve badem kabuklarından aktif karbon üretimi
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, Rize-ÇAYKUR tesislerinden temin edilen çay tesis atıkları ve Elazığ- İçme yöresinden alınan badem kabukları kullanılarak hidrotermal yöntemle aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, numuneler hidrotermal karbonizasyon (HTC) cihazında farklı süre ve sıcaklıklarda işleme tabi tutuldu. Elde edilen numunelerin SEM, EDX ve N2-BET analizleri yapıldı. Daha sonra hidrotermal karbonizasyon sonrası aktivasyon amacıyla numuneler farklı KOH/Hidrochar oranlarında hazırlanıp, kapaklı metal pota içerisinde kül fırınına yerleştirilmiş ve 600 oC ve 4 saat aktifleştirilmiştir. Fırından alınan ürünler, HCl çözeltisi içerisinde 1 saat bekletildikten sonra pH=4,5-5 oluncaya kadar saf su ile yıkanıp filtre edilmiştir. Filtre yüzeyinde kalan aktif karbon ürünü üzerinde metilen mavisi adsorbsiyonu, SEM, EDX ve BET analizleri gerçekleştirilmiştir. Metilen mavisi deneylerinde KOH/Hidrochar=1/1 olarak ayarlandıktan sonra aktifleştirilen A1 kodlu numunede ekstraksiyon verimi % 99,24 olarak hesaplanmıştır. Hidrotermal karbonizasyonla elde edilen numunelerin N2-BET analizleri yapıldı. Buna göre, KOH kullanmadan gerçekleştirilen HTC deneylerinde en yüksek yüzey alanı 200 oC 12 saat HTC işlemi gören Çay tesis atığı + Badem kabukları karışımı olan numuneden elde edildi ve yüzey alanı 20,50 m2/g olarak belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, çay tesis atıklarının badem kabuklarına göre daha iyi karbonize olduğu ve metilen mavisi adsorbsiyonu deneylerinde daha yüksek ekstraksiyon verimlerinin elde edildiği görülmüştür. Aktivasyon işlemleri sonunda çay tesis atıklarından elde edilen ürünün yüzey alanı KOH/Hidrochar oranına bağlı olarak, 887,41 m2/g ve 874,77 m2/g olurken, badem kabuklarından elde edilen ürünün yüzey alanı 423,56 m2/g ve 335,05 m2/g olduğu görülmüştür. Hatta çay tesis atıklarıyla karıştırılan badem kabuklarının, aktivasyon işlemleri sonunda, elde edilen sonuç ürünün yüzey alanında azalmalara neden olduğu belirlenmiştir.
Kitosan katkılı iletken polimerlerin hazırlanması, elektrokromik ve biyosensör uygulamaları
Kitosan iyi film olabilme özelliğine ve –NH2 ve –OH gibi aktif gruplara sahip olan bir biyopolimerdir. Yeni nesil amid sübstitüye 2,5-di(2-tiyenil) pirol (SNS) türevi elektroaktif monomerler, elektroaktif materyal uygulamalarında geniş yer bulan iyi optik, elektriksel iletkenlik ve stabilite özelliklerine sahip iletken polimerler sentezlenebilir. Kitosan ve elektroaktif monomerler kullanılarak yeni bir metotla kompozit oluşturulması ve oluşturulan kompozitlerin elektrokimyasal, elektrokromik ve biyosensör özelliklerinin araştırılması amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda kompozit üretmek için indiyum tin oksit (ITO) kaplı cam elektrot ve grafit elektrot olmak üzere iki farklı elektrot kullanılmıştır. Kitosanın SNS türevi üç farklı monomer ile ITO elektrot yüzeyinde oluşturulan kompozitlerinin redoks özellikleri dönüşümlü voltametri tekniği ile araştırılmıştır. Ayrıca üretilen kompozitlerin optik özelliklerinin potansiyele bağlılığı, kinetik, elektrokromik, spektroelektrokimyasal davranışları incelenmiştir. Aynı yöntemle grafit elektrot yüzeyinde kompozitler oluşturulmuş ve oluşturulan kompozit malzemelere glikoz oksidaz enzimi immobilize edilerek amperometrik yöntemle glikoz sensörü olabilme özellikleri araştırılmıştır. Bunun yanında hem ITO elektrotu yüzeyinde hazırlanan hem de grafit elektrot yüzeyinde hazırlanan kompozit malzemelerin SEM ile morfolojik karakterizasyonu yapılmıştır. Oluşturulan kompozit malzemelerle iletken polimerlerin optik ve elektriksel özellikleri geliştirilerek elektrokromik uygulamalar için istenen düzeyde optik kontrast, stabilite ve tepki zamanına sahip malzemeler, biyosensör uygulamaları için de oldukça iyi kararlığa ve seçiciliğe sahip, ticari uygulamalar için uygun sensör platformu tasarlanarak glukoz biyosensörleri elde edilmiştir.
Manyetit cevheri konsantresinin karbotermik redüksiyonuna karbonize çay tesis atıklarının etkisi
Manyetit cevheri konsantresinin karbotermik redüksiyonuna karbonize çay tesis atıklarının etkisi konulu bu tez çalışmasında Elazığ-Keban yöresinden temin edilen demir cevheri ve Rize-Çaykur tesislerinden temin edilen çay atıkları kullanılarak demir tanesi elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, Rize-Çaykur tesislerinden temin edilen çay tesis atıklarının karbonizasyonu gerçekleştirilmiş ve % 49,15 C, % 0,39 S içeren çay tesis atıklarının 800 oC' de 1440 dakika işleme tabi tutulması sonucu % 94,68 C ve % 0,03 S içeren karbonize ürün elde edilmiştir. Bu ürünün ısıl değeri ise 8823 cal/gr olarak ölçülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında soğukta sertleşen kompozit pelet üretimi gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda bağlayıcı olarak % 60' lık melas çözeltisinden % 10 melas kullanılarak üretilen peletlerin 150 oC sıcaklıkta 180 dakika kurutma işlemine tabi tutulması sonucu mukavemet bakımından en uygun değerin 360 N/pelet olarak elde edildiği görülmüştür. Çalışmanın son aşamasında, (CaO+MgO)/(〖SiO〗_2+〖Al〗_2 O_3 )=1 ve stokiyometrik oran 1/2, 1 ve 2 olacak şekilde hazırlanan kompozit pelet numuneleri 1200, 1300, 1350, 1400 ve 1450 oC' de, 5, 10 ve 15 dakika redüksiyon ve ergitme işlemine tabi tutuldu. 1200 oC sıcaklıkta elde edilen ürünün % 81-86 Fe içerdiği ve DRI olduğu belirlendi. 1300 ve 1350 oC sıcaklıkta yapılan deneyler sonucu elde edilen numunelerde Fe ve C' nun yanı sıra Ca, Al ve Si' da bulunduğu, metal-cüruf ayırımının tam olarak gerçekleşmediği ve elde edilen ürünün TDRI özelliğinde olduğu belirlendi. 1400 oC sıcaklıkta yapılan deneylerde büyük oranda demir tanesi elde edildiği görülmüş ve yapılan analizlerde, cüruf-metal ayırımı neredeyse tam olarak gerçekleşmiş ve metalik demir oranı % 96,30 değerine kadar çıktığı görülmüştür. 1450 oC' de yapılan deneylerde, cüruf ve demir tanesi birbirlerinden tamamen ayrılmışlardır. Elde edilen demir taneleri çakıl taşı benzeri yapıda ve yüksek görünür yoğunlukta üretilmişlerdir. Fe/C=3/8 alınarak üretilen peletlerin 1450 oC sıcaklıkta, 15 dakika işlem görmesi sonucu elde edilen demir tanesinde Fe0, % 97,10 Fe olarak ölçülmüştür.
Al-2024 alaşımının iletkenliğine ısıl işlemin etkilerinin deneysel olarak araştırılması
Bu çalışmada elektrik iletkenliğin Al – 2024 alaşımının iletkenliğine etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmada farklı ısıl işlemler uygulanarak Al – 2024 malzemesinde iletkenliğin nasıl değiştiği gözlemlenmiştir. Malzemelerin bazıları farklı sıcaklıklarda ısıtılmıştır, bazıları ise aynı sıcaklıkta ısıtılıp farklı soğuma koşullarında soğutularak iletkenlikleri ölçülmüştür. İletkenlik ölçüm işleminden sonra malzemeler parlatma işlemi için soğuk bakalite alınmıştır. Soğuk bakalite alınan malzemeler zımparalanıp, dağlandıktan sonra mikro optik mikroskopta iç yapı fotoğrafları çekilmiştir.
Basıncın Cu-bazlı şekil hafızalı alaşımlarda karakteristik dönüşüm sıcaklıkları üzerine etkisinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında ergitme yöntemiyle elde edilmiş 82,03 Cu - 13,46 Al - 4,51 Ni (% at.) kompozisyonuna sahip üçlü şekil hatırlamalı alaşıma farklı değerlerde basınçlar uygulanarak, numunelerdeki yapısal ve termal etkiler incelenmiştir. Yapılan incelemelerde XRD (X-ışınları kırınımı), DTA (diferansiyel termal analiz ), optik mikroskop gözlemleri ve DSC (diferansiyel taramalı kalorimetri) analiz metotları kullanılmıştır. X-ışınları kırınımı yöntemiyle farklı basınç uygulanmış numuneler içerisindeki kristal yapısı ve difraksiyonun oluşmasını sağlayan düzlemler incelenmiştir. Optik mikroskop gözlemiyle farklı basınç uygulanmış numunelerde oda sıcaklığı altında martensit yapıların oluşup oluşmadığı incelenerek türü belirlenmiştir. Diferansiyel termal analiz yöntemiyle farklı basınç uygulanmış numunelerin yüksek ve düşük sıcaklık aralıklarında gerçekleşen faz geçişleri ve dereceleri incelenmiştir. Diferansiyel taramalı kalorimetri yöntemiyle austenit-martensit dönüşümlerine ait sıcaklık parametrelerinin (𝐴𝑓, 𝐴𝑠, 𝑀𝑓, ve 𝑀𝑠) basıncın etkisiyle değişimi incelenmiştir. Uygulanan yöntemlerle; X-ışınları kırınımı yöntemiyle analizler sonucunda farklı basınç uygulanan numunelerin kristal yapısının ortorombik yapı olduğu belirlenmiştir. Belirlenen hesaplamalar ile kristal yapıya ait parametreler (a, b ve c) bulup farklı basınçlar uygulanarak numunelerde değişimler incelenmiştir. Debye-Scherer metoduyla farklı basınç uygulanmış numunelerin kristal boyutları bulunmuştur. Optik mikroskop gözlemiyle farklı basınç uygulanmış numunelerin renkli ve renksiz görüntüleri alınarak basınç artışıyla numunelerdeki martensit oluşumunun azaldığı gözlemlenmiş ve 1120 MPa basınç uygulanan numunede martensit oluşmadığı belirlenmiştir. Diferansiyel termal analiz yöntemiyle faz geçişleri incelenerek bu faz geçişlerinde A2→B2→18R veya A2→B2→L21→18R geçişler olduğu incelenmiştir. 1120 Mpa basınç uygulanan basınçta geçiş olmadığı görülmüştür. Diferansiyel taramalı kalorimetri ölçümleriyle austenit-martensit dönüşümlerine ait faz sıcaklıkları incelenmiştir. Numunelere uygulanan basıncın artmasıyla dönüşüme ait sıcaklıkların artışı görülmüş ama 560 Mpa basınçlı numunede kristal tane boyutunun büyük oluşundan kaynaklı dönüşüm sıcaklı istenilen artışı görülmemiştir. 1120 Mpa basınç uygulanmış numunede hiçbir dönüşüme rastlanmamıştır.
Metalotermik redüksiyon yöntemiyle elementer bor üretimi
Bor, en sert ikinci element olmasının yanında, yüksek ergime sıcaklığı, yüksek mukavemeti, yüksek kimyasal direnci, yarı iletken özelliği ve mükemmel nükleer özellikleri sayesinde, birçok yerde kullanım alanı bulmaktadır. Bu tez kapsamında, mekanik alaşımlama-metalotermik redüksiyon-liç işlemi peş peşe uygulanarak elementer bor üretiminin gerçekleştirilmesi amacıyla magnezyum ve alüminyum metal tozları gibi iki farklı redükleyici amil kullanılmıştır. Hem magnezyum metal tozları hem de alüminyum metal tozları ile yapılan deneysel çalışmalarda stokiyometrik hesaplamalara uygun bir şekilde magnezyum metal tozları ve alüminyum metal tozları ayrı ayrı B2O3 tozları ile karıştırılarak bir speks değirmen içerisine konulmuş, bilye/toz oranı 20/1 olacak şekilde öğütme işlemine tabi tutulmuşlardır. Öğütme işleminden sonra öğütülen tozlar bir kül fırınında argon gazı atmosferinde 1000 °C sıcaklıkta 60 dakika redüksiyon işlemine tabi tutulmuşlardır. Magnezyum metal tozlarıyla yapılan çalışmalarda redüksiyon işleminden sonra elde edilen redüksiyon ürünü tozların 6M HCl çözeltisi içinde 300oC sıcaklıkta 6 saat süre ile karıştırma liçi gerçekleştirilip, filtreleme işlemi yapıldıktan sonra filtre ürünlerinin SEM ve EDX analizlerine bakılmıştır. 60 dakika öğütme işlemi uygulanan tozların EDX analizinde, farklı bölgelerden alınan görüntülerin ortalama % 94-97 oranında elementer bor ihtiva ettiği görülmüştür. Yine EDX analizinde metalik magnezyum oranının hemen hemen sıfır olduğu görülmüştür. Alüminyum tozları ile yapılan çalışmalarda ise; redüksiyon işleminden sonra elde edilen ürünlere, içerisinde 6 molarlık HCl çözeltisinin bulunduğu hidrotermal cihazında 180 °C sıcaklıkta, liç işlemi uygulanmıştır. Al tozlarıyla yapılan mekanik aktivasyon işlemlerinde, 960 dakikaya kadar öğütme yapılmıştır. Liç işleminden sonra bazı numunelerin SEM ve XRD görüntüleri incelendiğinde, AlB12 fazının oluştuğu, pik şiddet değerleri incelendiğinde ise A20, A22 ve A24 numaralı numunelerde B fazının oluşumu tespit edilmiş ve Al3BO6 fazının da yapı içerisinde dönüşüme bağlı oluştuğu sonucu çıkarılmıştır. Öğütme süresine bağlı olarak işlem sırasında oluşması beklenen Al2O3 reaksiyon ürünü, hidrotermal cihazda basınç ve sıcaklık altında gerçekleştirilen liç işlemi ile birlikte yapıdan uzaklaştırılmıştır.
Manyetit cevheri konsantresinin karbonize çay tesis atıkları ile mikrodalga redüksiyonuna mekanik aktivasyon işleminin etkisinin araştırılması
Bu çalışmada yerli demir cevherinden yüksek fırın ve döner hazneli fırın proseslerine alternatif bir yöntemle pik demir üretiminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Elazığ-Keban-Yukarı Çakmak bölgesinde bulunan Hun Madencilik'ten temin edilen %49,87 Fe tenörlü, hematitli manyetit cevheri düşük alan şiddetli kuru ve yaş manyetik ayırma uygulanarak konsantre edilmiştir. Redükleyici olarak kullanılan ve ilk başta %49,15 C ve %0,39 S içeren çay tesis atıkları, 400-900 oC arasındaki farklı sıcaklıklarda ve 30-2160 dk. arasında değişen sürelerde karbonize edilmiş, karbon, kükürt ve kalorifik değer bakımından en uygun sonucun, 800 oC'de 1440 dakika işlem gören numunede elde edildiği görülmüştür. Bu şartlarda elde edilen ürünün karbon içeriği %94,68 olarak, kükürt içeriği, %0,03 olarak kalorifik gücü ise 8823 kcal/kg olarak ölçülmüştür. -45 µm tane boyutundaki konsantre ile karbonize çay tesis atıkları stokiyometrik oranın 1, 2 ve 4 katı olacak şekilde 0,8, 1, 1,2 ve 1,4 baziklik oranlarında harmanlanmış ve bağlayıcı olarak %30'luk melas çözeltisinden kullanılan karışımın (konsantre + flaks + redükleyici) %10'u kadar alınarak, bu çözelti içerisine %0,5, 1, 1.5, 3, 4, 8, 10 oranlarında jöle ilavesi yapılmış ve kompozit peletler üretilmiştir. Bu peletler 100, 150, 200 ve 250 oC'de 30, 60, 90 ve 120 dk. süreyle kurutulmuş, %3 jöle ilave edilerek üretilen kompozit peletlerin 200 oC'de 2 saat kurutma işlemine tabi tutulmaları sonucu 280 N/Pelet mukavemet değerine, %20-24 oranında poroziteye sahip oldukları görülmüştür. Kurutulan peletler, 2 l/sa. hızla oksijen beslenen bir mikrodalga fırında vakum altında 5, 10, 15 ve 20 dk. süreyle redüksiyon işlemine tabi tutulmuşlardır. XRD, XRF ve SEM/EDX analizleri ile redüksiyon oranları hesaplanan peletlerde, literatürde DRI, TDRI ve demir tanesi olarak adlandırılan 3 farklı ürün elde edilmiştir. Demir tanesi olarak adlandırılan ürün baziklik oranı 1,2, stokiyometrik oranı 2 olan seride 20 dk. süreyle gerçekleştirilen redüksiyon işlemleri neticesinde üretilmiştir. Demir tanesinin karakterizasyon incelemeleri de yapılarak demir karbon denge diyagramında beyaz dökme demir olarak adlandırılan bölgeye denk geldiği görülmüştür. Bu ürünün metal spektrometre cihazında yapılan analizinde %96,6 Fe, %2,4 C, %0,42 Si, %0,04 Mn, %0,14 S, %0,06 P içerdiği tespit edilmiştir. Ayrıca yapılan mikroyapı incelemeleri sonucu demir tanesi olarak elde edilen ürünün, beyaz dökme demir özelliklerine benzer özellikler gösterdiği görülmüştür. En uygun baziklik oranı ve stokiyometride, farklı tane boyutlarına sahip konsantreler, yine aynı şartlarda peletlenmiş, porozite değerlerinin %28-32 aralığında değiştiği pelet mukavemet değerlerinin ise ortalama 230 N/pelet olduğu görülmüştür. Oksijen beslemesi ve vakumlama yapılarak gerçekleştirilen mikrodalga indirgeme deneyleri sonucu -212 +150 µm tane boyutuna sahip tozlarla üretilen peletlerde TDRI formunda ürün elde edildiği ancak metal-cüruf ayırımının tam olarak gerçekleşmediği görülmüştür. En uygun sonuçların elde edildiği, -45 µm tane boyutundaki harmana 5, 10, 15, 30 ve 45 dk. süreyle mekanik aktivasyon işlemi uygulanmış ve aktifleşmiş tozlardan üretilen kompozit peletlerin mukavemet değerlerinin ortalama 320 N/pelet, porozitelerinin ise %14-16 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Mekanik aktifleştirilmiş tozlardan üretilen peletlerin oksijen besleyerek gerçekleştirilen redüksiyon işlemlerinde, özellikle 30 ve 45 dakika öğütme işlemi uygulanan peletlerin 5 ve 10 dakika redüksiyon işlemi sonrasında, neredeyse tamamı hematite dönüşmüş, redüksiyonun ilerleyen sürelerinde bu hematit fazının vüstit ve manyetit fazına dönüştüğü görülmüştür. Yapılan deneysel çalışmalar sonucu, bu cevher için mekanik aktivasyon işleminin mikrodalga redüksiyona katkı sağlamadığı, mekanik aktivasyon süresi arttıkça redüksiyonun güçleştiği anlaşılmıştır. Son bölümde ise, bu çalışmadan elde edilen ürün, yüksek fırın prosesi, döner hazneli fırın prosesi ve diğer sünger demir üretim prosesleri ile fizibilite çalışması yapılarak kıyaslanmıştır. Çalışmalar sonucu beyaz dökme demir kalitesinde bir ürün elde edilmiş olup bu yöntemin, hem ekonomik açıdan, hem de işlem süresi ve enerji verimliliği açısından diğer sünger demir ve pik demir üretim proseslerine alternatif olabileceği ispatlanmıştır.
TiO2/grafen kompozitinin elektriksel ve optik özellikleri
Sürekli olarak gelişmekte olan bilim ve teknolojinin getirdiği yeniliklerden biri olan nanoteknoloji sayesinde yeni nesil cihazlarda nano kompozit malzelemeler kullanılmaya başlanmıştır. Bu malzemeler aracılığıyla, sanayi ve teknoloji alanındaki nitelikli malzeme ihtiyacına daha verimli çözümler getirilmektedir. Bu çalışmada, Titanyumdioksit (TiO2) esaslı grafen takviyeli kompozit malzemeler üretilmiş ve elde edilen kompozit malzemelerinin elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan grafen sıvı faz eksfolasyon yöntemiyle üretilmiştir. Matris malzemesi olarak kullanılan titanyumdioksit, birinci grup numuneler için ticari olarak hazır temin edilmiş, ikinci grup numuneler için sol-gel metoduyla üretilmiştir. Ticari olarak temin edilen ve sol-gel ile üretilen titanyumdioksit tozlarına farklı oranlarda Grafen ilave edilmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan G malzemeleri TEM incelemesine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen kompozit malzemeler ise yapısal olarak SEM ile incelenmiştir. Daha sonra bu kompozitlerin sıcaklık etkisi altında elektriksel iletkenliklerindeki değişimler ölçülmüştür. Numunelerin UV-vis spektrometreleri alınarak optik özellikleri tespit edilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin sıcaklığa bağlı elektriksel incelemeleri sonucunda; her iki numune grubunda da takviye elemanı ilavesiyle birlikte elektriksel iletkenlik değerinde düşüş gözlenmiş. Bunun yanında, sol-gel metoduyla ile üretilmiş TiO2 içeren kompozitlerin hazır olarak temin edilmiş TiO2 içeren kompozitlere oranla özellikle yüksek sıcaklık değerlerinde elektriksel iletkenliklerinin daha düşük olduğu görülmüştür. Yapılan optik ölçümlerde G takviyesiyle yasak enerji aralığı değerlerinde artış meydana gelirken, buna karşın reflektans değerlerinde azalış olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Grafen, Titanyumdioksit, Sol-gel, Kompozit
Çinko oksit-grafen oksit nanokompozit ince filmlerin üretimi ve optiksel özelliklerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, saf ZnO ve GO katkılı ZnO ince filmler sol-jel metodu ile hazırlandı. Grafen oksit hummers metodu ile sentezlendi. Çözeltinin hazırlanmasında başlangıç malzemesi olarak çinko asetat dehidrat kullanıldı. Çözeltiler sol-jel yöntemiyle hazırlandı. çözeltilere farklı oranlarda GO katkılandırılarak GO katkılı ZnO çözeltileri oluşturuldu. Hazırlanan çözeltiler döndürme kaplama metodu kullanılarak cam altlıklar üzerine kaplandı. 5 kat kaplama yapılarak hazırlanan ince filmler 450 oC 1 saat kurutulduktan sonra ince filmlerin optik özellikleri UV-VIS spektrofometresi ile analiz edildi. Yapısal özellikleri, x-ışınları kırınım tekniği (XRD) ile yüzey morfolojisi, atomik kuvvet mikroskobu AFM yardımı ile incelendi. XRD sonuçlarıyla katkısız ve GO katkılı ZnO filmlerin kristal yapısı analiz edildi. AFM sonuçları ile filmlerin yüzey pürüzlülüğü ve çinko oksitin fiber çapı hesaplandı. Optik analiz yardımıyla filmlerin yasak enerji aralıkları hesaplandı. Elde edilen sonuçlar GO katkılı ZnO ince filmlerin katkılama miktarına bağlı olarak kristal ve yüzey analizlerinde değişiklikler gözlemlendiğini ayrıca ince filmlerin optik özelliklerinin geliştirilebileceğini gösterdi. Anahtar Kelimeler: Grafen oksit, ZnO, İnce film
Hidrometalurjik bakır ekstraksiyonunda tufalden elde edilen reaktanın kullanılması
Metalürji sektöründe önemli bir yer tutan dökümhane ve haddehanelerdeki üretim süreci esnasında sıcak slab ve kütük yüzeyinde yüksek sıcaklık ve oksitleyici ortamdan dolayı oksitli bir yapıya sahip tufal oluşumu meydana gelmektedir. Slab ve kütükler üzerinde meydana gelen ve demir oksit yapısında oluşan tufal esasen önemli bir metalürjik atık olarak görülmekte ancak metal içeriğinden faydalanılan bir yöntemle ekonomik olarak değerlendirilememektedir. Demir-çelik sektöründe oluşan tufalin değerlendirilmesi konusu tüm dünyada bulunan benzer sektörlerin ortak sorunu olup, araştırmacıların üzerinde sıklıkla yoğunlaştığı bir konu haline gelmiştir. Sülfürlü cevherlerden ve konsantrelerden bakır üretimi, önemli ölçüde yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilen izabe işlemlerini içeren pirometalurjik tekniklerle yapılmaktadır. Kalkopirit konsantresinden pirometalurjik yöntemlerle bakırın üretimi, matın elde edilmesi ve takiben mattan konvertisaj işlemiyle blister bakırın elde edilmesi temel aşamalarından meydana gelir. Çevresel duyarlılık açısından kalkopirit konsantresinin liçi yıllardan beri alternatif bir seçenek olarak değerlendirilmektedir. Ancak, kalkopirit çoğu sülfürlü mineral gibi çözünmeyen kovalent yapılı bağlara sahip olmasından dolayı bozunması için güçlü oksidantlara ihtiyaç gösterir. Pirometalurjik işlemler sırasında değerli metal içeriğine sahip (ortalama % 5 Cu) çeşitli cüruflar oluşmaktadır. Değerli metal içeriğine sahip cüruflar ergitme ve konvertisaj işlemleri sırasında oluşmaktadır. Bu cüruflar soğutma-katılaştırmadan sonra kırılır, öğütülür ve flotasyona tabi tutulur ve daha sonra ergitme fırnına beslenir. Bu çalışmada, tufalde bulunan demirin HCl ile ferrik klorür olarak çözeltiye alınması ve bu yükseltgen karakterli çözeltinin kalkopirit konsantresi ve cüruftan bakırın kazanılmasında kullanılması araştırıldı. Çalışma üç etapta yapılan liç işlemi ile gerçekleştirildi. Birinci etap çalışmalarda tufaldeki demirin çözeltiye alınmasında hava ve mekanik karıştırıcı kullanıldı. Birinci etapta optimum şartlarda (60 dk liç süresi, 105 °C liç sıcaklığı, 7M HCl konsantrasyonu, 1/10 katı-sıvı oranı, 400 dev/dk mekanik karıştırma hızı, -74 µm tufal partikül boyutu) Fe % 100, Fe3+ konsantrasyonu 55.05 g/l ve Fe3+/Fe2+ oranı 5.04 olarak belirlendi. Çalışmanın ikinci etabında, birinci etapta elde edilen çözelti kalkopirit konsantresi ve cüruftan bakırın ekstraksiyonunda liç reaktanı olarak kullanıldı. Optimum şartlarda (120 dk liç süresi, 105 °C liç sıcaklığı, 1/25 katı-sıvı oranı, karıştırma hızı 400 dev/dk-manyetik karıştırıcı, konsantre ve cüruf partikül boyutu -74 µm), kalkopirit konsantresi ve cüruftan çözünen bakır miktarı sırasıyla % 95.04 ve % 97.22 olarak belirlendi. Çalışmanın üçüncü etabında piyasadan temin edilen ticari HCl ve FeCl3 varlığında ayrı ayrı, kalkopirit konsantresi ve bakır üretim cürufundan bakırın geri kazanımı incelendi ve elde edilen sonuçlar karşılaştırıldı. Birinci etap çalışmalarında elde edilen optimum şartlar göz önünde bulundurularak hazırlanan çözeltilerle yapılan liç işleminde 7M HCl varlığında kalkopirit konsantresi ve cüruftan bakır çözünürlüğü sırasıyla % 14 ve % 84 olarak elde edildi. Bununla birlikte FeCl3 ile yapılan liç deneylerinde ise söz konusu konsantre ve bakır üretim cürufundan bakır geri kazanımının sırasıyla % 96.75 ve % 96.13 olduğu tespit edildi. Ayrıca, kalkopirit konsantresi ve cüruf, HCl+tufal ile birlikte ayrı ayrı liç işlemine tabi tutuldu. Kalkopirit konsantresi için yapılan deneylerde optimum şartlarda bakırın % 95.73'nün çözeltiye alındığı ve toplam demir konsantrasyonunun ise 83.41 g/l olduğu saptandı. Diğer taraftan bakır üretim cürufu ile yapılan deneysel çalışmalarda elde edilen optimum şartlarda bakır geri kazanımı % 78.66 olarak belirlendi. Bu şartlarda çözeltideki demir konsantrasyonu ise 66.18 g/l olduğu belirlendi. Sonuç olarak, kalkopirit konsantresinden ve cüruftan bakırın ekstraksiyonunda liç reaktanı olarak tufalden elde edilen demir klorür çözeltisinin oksidasyon potansiyelinin yeterli olduğu ve liç işleminde başarılı olarak kullanılabileceği ortaya konuldu. Anahtar Kelimeler: Kalkopirit, Bakır, Hidrometalurji, Tufal, Hidroklorik asit, Liç, Metalurjik atık, Demir.
Demir çelik atıklarının karbonize edilen badem kabukları ile redüksiyonuna mekanik öğütmenin etkisi
Bu tez çalışmasında KARDEMİR'den temin edilen ve demir çelik atıklarından olan tufalin, karbonize badem kabukları ile redüksiyonuna ileri öğütme işleminin etkisi incelenmiştir. Çalışmalar, badem kabuklarının karbonizasyonu, tufal ve karbonize badem kabuklarından oluşan karışımın yüksek enerjili bir değirmende öğütülmesi, öğütülmüş tozların pelet haline getirilerek farklı sıcaklık ve sürelerde işleme tabi tutulmasından oluşmaktadır. 800 °C'de 1440 dakika işleme tabi tutulan badem kabuklarının karbon oranı %97,97, kükürt oranı %0,014 olarak tespit edilmiş olup; bu numunenin ısıl değerinin 8647,6 kal/g olduğu görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında, tufal ve karbonize ürün karışımı, karışım/ bilye oranı 1/10, FeO/C oranı 80/20, 70/30 ve 60/40 olacak şekilde hazırlanıp, 30 - 120 dk arasında değişen sürelerde yüksek enerjili bir değirmende öğütülmüştür. Öğütme sonrası aktifleşen tozlar bir bağlayıcı(CMC) yardımıyla peletlenip farklı sıcaklık ve sürelerde redüksiyon işlemine tabi tutulmuşlardır. Redüksiyon çalışmalarının ön denemelerinde, FeO/C oranı, 60/40, 70/30 ve 80/20 olarak hazırlanıp speks değirmen içerisinde 30 ,60, 90, 120 dakika sürelerde ileri öğütme işlemine tabi tutulduktan sonra peletlenen numunelerin, redüksiyonları incelenmiş ve en uygun FeO/C oranının 70/30 olduğu görülmüştür. FeO/C=70/30 olarak hazırlanıp 120 dakika ileri öğütme işlemi uygulandıktan sonra, 1100 ℃ sıcaklıkta 120 dakika redüksiyona tabi tutulan numunenin (A1-3 kodlu numune) hem makro görüntüsünde hem de XRD analizinde metalik Fe'nin elde edildiği görülmüştür. 1200℃ sıcaklıkta 30 dakika işleme tabi tutulan sonra A2-1 kodlu numunenede redüksiyonun tamamlandığı, A2-2 ve A2-3 kodlu numunelerde ergimenin olduğu, A2-4 kodlu numunede ise ergimenin tamamlanıp, tekrar oksitlenmenin başladığı görülmüştür. 1300 oC sıcaklıkta 30 dakika redüksiyona tabi tutulan numunede (A3-1) yüksek oranda metalik Fe fazının oluştuğu, ancak 1300 oC sıcaklıkta uzun süre bekletilmesi sonucu demir oksit ve demir karbürlü bir fazın oluştuğu (A3-2 kodlu numune), bu sıcaklıkta 240 dakika beklenmesi ile tamamen demir ve demir karbürden müteşekkil fazların oluştuğu görülmüştür. 1400 oC sıcaklıkta yapılan deneyler sonucu elde edilen numunelerin yüzeylerinde metalik ve dalgalı bir fazın oluştuğu görülmüştür. Bu sıcaklıkta görülen yapılar 1100,1200 ve 1300oC sıcaklıkta yapılan çalışmalarda görülmemiştir. Yapılan çalışmalar sonucu en uygun sonuçların alındığı A1-3, A2-2, A2-3, A3-1 ve A3-2 kodlu numunelerin metal spektrometresiyle yapılan analizlerinde en yüksek metalik demirin 1200 oC sıcaklıkta 120 dakika işlem gören numunede (A2-3 kodlu numune) %94,6 olarak elde edildiği görülmüştür.
Antep fıstığı kavlatma tesisi atıklarından hidrotermal yöntemle aktif karbon üretimi
Bu çalışmada, Şanlıurfa Birecik ilçesinde bulunan kavlatma tesislerinden temin edilen fıstık tesisi atıkları (FTA) kullanılarak hidrotermal yöntemle aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla numuneler önce hidrotermal karbonizasyon (HTC) cihazında farklı sürelerde işleme tabi tutulduktan sonra aktivasyon amacıyla farklı Hidrochar/ KOH oranlarında hazırlanıp, kapaklı bir metal pota içerisinde bir kül fırınına yerleştirilmiş ve farklı süre ve sıcaklıklarda işleme tabi tutulmuştur. Fırından alınan ürünler, HCl çözeltisi içerisinde 1 saat bekletildikten sonra pH=6,5-7 oluncaya kadar saf su ile yıkanıp filtre edilmiştir. Filtre yüzeyinde kalan aktif karbon ürünü üzerinde metilen mavisi absorbsiyonu, XRD, BET ve FTIR analizleri gerçekleştirilmiştir. Metilen mavisi deneylerinde Hidrochar/KOH=1/1 olarak ayarlandıktan sonra 800 oC sıcaklıkta 30 dk aktifleştirilen N20 kodlu numunede ekstraksiyon verimi % 99,85 olarak hesaplanmıştır. Metilen mavisi adsorpsiyon deneyleri sonucu ekstraksiyon verimlerine göre en uygun sonuçların elde edildiği numunelerin SEM ve EDX analizlerine bakılmış, N1 kodlu numunede aktif karbonun elde edildiği görülmüştür. Ancak A1 kodlu numunenin aktifleşmediği anlaşılmıştır. Kristallenmeyi veya şekilsiz yapıyı belirlemek için FTAAC üzerinde X ışını kırınım analizi (XRD) yapılmış ve yüksek sıcaklıkta uzun süre karbonizasyon işlemine tabi tutulan numunelerin bazılarında kristalin yapıların yanısıra, amorf yapılar ve grafit yapıları gözlenmiştir. Hidrotermal karbonizasyonla elde edilen karbonize ürünler N2-BET yöntemiyle yüzey alanı analizlerine tabi tutulmuştur. Buna göre A27 numaralı numunenin BET yüzey alanı, 1.094,3 m²/g olarak belirlenirken, N20 numaralı numuneni BET yüzey alanı, 1.035,7 m²/g olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Aktif Karbon, Fıstık Tesis Atığı, Hidrotermal, Biyokütle
Bizmut katkılı çinko oksit ince filmlerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Teknolojinin hızla ilerlemesi ile araştırma ve geliştirme çalışmaları, birbirine alternatif olacak yeni üretim teknikleri ortaya çıkarmıştır. Ortaya çıkan bu teknikler arasından ivme kazanan ince filmler çok geniş kullanım alanına sahiptir. Bu çalışmada sol-jel metodu ile üretilen katkısız ZnO ve Bi katkılı ZnO ince filmler sentezlenmiştir. Bu çalışmada, Bi katkılı ZnO filmler sol-jel yöntemiyle hazırlanmış ve döndürerek kaplama yöntemi ile cam altlıklar üzerine biriktirilmiştir. Döndürerek kaplamanın her bir parametresini değiştirerek deneme yanılma yoluyla filmin oluşacağı en iyi şartlar belirlenmiştir. Uygun parametre bulununca her bir film için aynı parametre uygulanmıştır. Üretilen filmlerin yapısal, yüzeysel ve optiksel özellikleri sırasıyla, Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), UV-Visible Spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiş ve bu özellikler üzerine katkılamanın etkileri incelenmiştir. Bi katkılı ZnO filmlerinin yüzey morfolojisinin Bi katkılanması ile değiştiği gözlemlenmiştir. Elde edilen filmlerin optik özellikleri incelenerek direkt band geçişli malzemeler oldukları tespit edilmiştir. Soğurma grafiği ile katkısız ZnO için yasak enerji Aralığı 3.30 eV bulunmuştur. Artan katkılana oranına göre önce yasak enerji aralıkları artmış, daha sonra azalış göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, filmlerin yapısal, yüzeysel ve optiksel özelliklerinin, katkılama konsantrasyonuna bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Üretilen malzemeler güneş pilleri, optoelektronik aygıt uygulamaları, şeffaf iletken elektrotlarda kullanılabilir. Anahtar Kelimeler: ZnO ve ZnO:Bi ince filmler, Döndürerek kaplama, AFM, Optik özellikler
Ferritik paslanmaz çeliğin yüzey modifikasyonunda metal karbürlerin etkisinin Taguchi metoduyla analizi
Bu çalışmada; Plazma Transfer Ark (PTA) kaynağı kaplama yöntemi ile AISI 430 paslanmaz çelik yüzeyi B4C ile alaşımlandırılmış, Ti ve FeCrC ilavesinin etkisi incelenmiştir. Oluşturulan kaplama tabakalarının Scanning Electron Microscopy (SEM) kullanılarak mikroyapıları, X-Ray Difraction (XRD) analizleriyle incelenmiştir. Ayrıca abrasiv aşınma dirençleri Taguchi dizayn metoduyla L16 ortogonal dizinine göre kütle kaybı ölçülerek yapılmıştır. Taguchi yönteminde en küçük en iyi performans karekteristiğine göre grafiksel değerlendirmeler de kullanılmıştır. Ayrıca ANOVA varyans analizi yapılarak aşınma deneyi faktörlerinin kütle kaybına etkisi % olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak kaplama tabakalarında östenit, martenzit, M23(B,C)6, M7(B, C)3, Fe3(C,B), Fe3C, Fe2C, SiC and Ti(B,C) fazları tespit edilmiştir. Bu fazların aşınma davranışına olan etkisi değerlendirilmiştir. Taguchi metodu, işlem parametrelerinin optimizasyonunda maliyeti artırmadan yüksek kalite elde etmek için önemli bir yöntemdir Taguchi deney tasarım yöntemi yapılan deneysel çalışmaların daha kısa ve kolay yapılmasını sağlayan deney sayısını minimize etmeye çalışan bir deney tasarım yöntemidir. Bu yöntem ile endüstrinin bir çok alanında uygulanan bir dizayn veya faktör etkilerinin belirlenmesinde yapılan uzun ve pahalı deneylerin optimizasyonunu tam faktöryel yöntemine göre daha az deney ile yöntemdeki parametrelerin etkinliğini belirleyen ve bunun yanı sıra deney süresini düşüren, maliyeti azaltan bir yöntemdir. Çalışma sonunda elde edilen gerçek veriler, L16 (4*2, 2*2) karışık diziniyle oluşturulmuş, geri kalan aşınma oranları da teorik olarak formüller yardımıyla hesaplanarak teorik abrasiv aşınma sonuçları elde edilmiştir.
İki aşamalı liç ile alüminyum (Al) ekstraksiyomu
Dünyada alüminyumun kaynağı olarak çok sayıda mineraller bulunmaktadır, ancak en yaygın hammadde boksittir. Boksit, başta alüminyum oksit olmak üzere pek çok mineralin karışımından meydana gelmiş bir mineral grubunun adıdır. Boksit cevherinin bünyesinde % 50'nin üzerinde alümina varsa, yüksek kaliteli olarak kabul edilir. Boksitten alüminyum üretiminin temelinde hidrometalurjik bir uygulama söz konusudur (Bayer Prosesi). Söz konusu proses boksitin basınçlı bir reaktör sistemi içerisinde NaOH ile liçini kapsamaktadır. Liç işlemi sonucu elde edilen çözeltiden, önce alüminyum hidroksit kristalleri elde edilir ve filtrasyon-kalsine işlem basamaklarından sonra elde edilen Al2O3'den alüminyum üretmek amacıyla elektrolitik indirgeme hücrelerine beslenir. Ancak Bayer prosesinde alüminyum üretimi sırasında fazla miktarda kırmızı çamur oluşması, çevresel açıdan risk taşıması, büyük depolama sahalarına ihtiyaç duyması, silis modülü düşük cevherlerin aşırı reaktan tüketmesi, çoklu reaktör sisteminde uzun liç sürelerine ihtiyaç duyması gibi bazı problemlerin zamanla oluşması söz konusudur. Bu çalışmada, Seydişehir/Konya Alüminyum A.Ş'den temin edilen boksit cevherinden metallerin ekstraksiyonu iki etaplı bir liç işlemi ile gerçekleştirilmiştir. Birinci etap liç çalışmasında boksit cevheri oksalik asit varlığında atmosferik şartlarda liç edilerek liç parametreleri optimize edilmiştir. Birinci etap liç çalışmasında organik asit olan oksalik asidin demir üzerinde seçimli bir çözünürlüğe sahip olması ve aynı zamanda boksit yapısında bulunan ve refrakter özellikteki alüminyum yapısını etkilememesi özelliğinden faydalanarak seçimli bir liç işleminin gerçekleştirildiği söylenebilir. Birinci etap liç işleminde en uygun liç şartları; 110 g/l H2C2O4 derişimi, 85 °C liç sıcaklığı, 120 dk liç süresi, 25:1 ml/g sıvı-katı oranı ve 400 dev/dk karıştırma hızı olarak belirlendi. En uygun liç şartlarında yapılan deneylerde metal ekstraksiyon verimleri % 2.82 Al, % 82.7 Fe ve % 55.54 Ti olarak belirlendi. Birinci etap liç bakiyesi karakterize edildi ve ikinci etap liç çalışmalarında alüminyumun geri kazanılması amacıyla kullanıldı. Birinci etap liç bakiyesinin kimyasal analiz sonucu liç bakiyesinin % 71.61 Al2O3, % 1.71 Fe2O3, % 2.82 TiO2 ve % 8.42 SiO2'den oluştuğu belirlendi. İkinci etap liç çalışmalarında en iyi sonuçlar basınçlı bir reaktör sisteminde NaOH varlığında yürütülen deneysel çalışmalarda elde edildi. İkinci etap liç çalışmasında en uygun liç şartları; 3-5 M NaOH, 165 °C liç sıcaklığı, 15-60 dk liç süresi, 4.03 bar basınç, 400 dev/dk karıştırma hızı ve 25 ml/g sıvı-katı oranı olarak belirlendi. Bu şartlarda demir katıda kalmak üzere yaklaşık % 70 Al ekstraksiyonu elde edildi. Anahtar kelimeler: Boksit, hidrometalurji, oksalik asit liçi, basınç liçi, alüminyum, Bayer prosesi, seçimli ekstraksiyon.
SHS yöntemi ile Ni₃Al sentezi ve sentezleme sırasında Cu yüzeyine kaplanmasının incelenmesi
Gelişen ve dönüşen dünyada insanoğlunun ihtiyaçları ve beklentileri teknolojik gelişmelerle paralel olarak sürekli olarak değişmekte ve yenilenmektedir. Malzeme Bilimi de bu teknolojik gelişmelerde önemli bir yer tutmaktadır. Bu tezde kendiliğinden ilerleyebilen yanma sentezi (SHS) yöntemiyle Ni₃Al intermetaliğinin oluşturulması ve aynı zamanda bakırın yüzeyine kaplanması çalışılmıştır. Ortasında Cu, yüzeyinde Ni-Al olan numuneler üretilmiştir. Sonrasında bu numuneler 600, 800 ve 1000°C sıcaklıklarda SHS işlemine tabi tutulmuştur. Bu sayede sıcaklığın etkisiyle Ni-Al tozları Ni₃Al intermetaliğine dönüşürken hem Cu'nun yüzeyine kaplanmış hem de Cu'nun sinterlenmesi gerçekleşmiştir. Bu oluşumları inceleyebilmek adına SHS atmosferi değiştirilmiştir. Atmosfer olarak hava, azot, argon gazları kullanılmıştır. Oluşturulan numuneler metalografik işlemlere tabi tutularak sertlik değerleri ve mikroyapıları incelenmiştir.
Bakir esaslı kontak malzemesinin T/M yöntemiyle üretimi ve bazı özellikleri
Bu çalışmada mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen bakır esaslı kompozit kontak malzemelerinin mikroyapıları, elektrik performansı ve bazı mekanik özellikleri incelenmiştir. Bakır tozuna çeşitli oksit ve karbon türleri farklı oranlarda katılarak 6 saat süreyle planeter bilyeli değirmende alaşımlanmıştır. Mekanik alaşımlanan toz karışımları ağırlıkça % 0,25, % 0,5, % 0,75, % 1 oranlarında aktif C ve Grafit, %1, % 5, % 10 oranlarında ise Al2O3, TiO2 ve Y2O3 içermektedir. Alaşımlama işleminden sonra bu tozlar önce preslenmiş daha sonra argon ve hidrojen atmosferinde 850 ºC' sinterlenerek numuneler elde edilmiştir. En iyi iletkenliği belirlemek amacıyla numuneler üzerinde elektrik iletkenliği deneyleri yapılmıştır. En iyi iletkenlik değerinin % 0,25 aktif C ve grafit takviyesinde, oksit takviyelilerde ise %5 takviye oranlarında elde edildiği görülmüştür. Daha sonra bu numunelerin kontak performanslarını tespit etmek için elektrik yükü altında 1000, 3000 ve 6000 açma – kapama deneyi uygulanmıştır.
A356 alüminyum döküm alaşımlarında sıvı metal hareketinin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, tasarlanan farklı yolluk sistemleri ile A356 alaşımının yolluk sistemlerindeki akış şeklinin iyileştirilmesi araştırılmıştır. Ek olarak, uygun akış şeklinde A356 alaşımının katılaşma şartlarının mikro yapı, mekanik özellikleri ve bifilm oluşumları üzerine etkisi incelenmiştir. Bu nedenle, eşit kesit alanına sahip kare ve dairesel şekilli dikey yolluklar, farklı çıkış şekli ve alanına sahip difüzörlü (kare, dairesel ve dikdörtgen) ve difüzörsüz (kare veya dairesel) yatay yolluklar tasarlanmıştır. Tasarlanan yolluk sistemleri, önce simülasyon sonra gerçek döküm şartları altında incelenmiştir. Üretilen A356 alaşımı çekme testleri, sertlik testleri, yoğunluk ve mikro makro yapıları ile karakterize edilmiştir. Çekme numuneleri, teste tabi tutulmadan önce ısıl işlem yapılarak homojenize edilmiştir. Numuneler, 540°C'de 8 saat çözeltiye alındıktan sonra su verilerek oda sıcaklığına aniden soğutulmuştur. Daha sonra oda sıcaklığında 24 saat (doğal) ve 170°C de 10 saat yapay yaşlandırılmıştır. Elde edilen çekme test sonuçları Weibull dağılımı istatiksel analizi ile değerlendirilmiştir. En yüksek Weibull modülü, kare kesitli dikey yolluk difüzörlü kare kesitli yatay yolluk ve daire kesitli dikey yolluk difüzörsüz daire kesitli yatay yolluk sistemlerinde bulunmuştur. En yüksek Weibull modülüne sahip yolluk sistemlerinde döküm parçasının katılaşma şartları, elektrolitik bakır ve H13 sıcak iş takım çeliği soğutucular ile değiştirilmiştir. Ayrıca A356 alaşımı, izole seramik kalıp içinde katılaştırılmıştır. A356 döküm alaşımın mikro yapısını oluşturan ve mekanik özellikleri etkileyen ikinci dendrit kollar arası mesafe görüntü analiz programı ile ölçülmüştür. Kırık yüzey incelemelerinde, boşluk ve intermetaliklerin tanımlanmasında tarama elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Ayrıca bifilmlerin (katlanmış oksit film tabakalarının) oluşumu şekil ve boyutları, optik mikroskop ile incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonuçunda, lokal katılaşma zamanının artması ile ikincil dendritler arası mesafenin artığı ve katlanmış oksit film tabakaları yüzeylerinin daha düzgün olduğu ve genişlediği belirlenmiştir. Soğuma oranının artmasıyla, ikinci dendrit kollar arasındaki mesafenin azaldığı ve mekanik özelliklerin arttığı belirlenmiştir.
Hidroksiapatit esaslı/perlit hibrit biyoseramik kompozit kaplamaların hidrotermal yöntem ile uygulanması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, titanyum alaşımı üzerine hidrotermal yöntem kullanılarak hidroksiapatit-perlit ve hidroksiapatit-perlit-kitosan kaplanması hedeflenmektedir. Yüzeyi temizlenmiş Ti6Al4V alaşımları A ve B grubu olarak sınıflandırılmıştır. Kalsiyum kaynağı olarak CaNO3 ve fosfor kaynağı olarak P2O5 kullanılarak, hidrotermal yöntem ile hidroksiapatit(HAP) sentezlenmiştir. Genleştirilmiş perlit(GP) ağırlıkça %5-10-15 oranlarında arttırılıp, %5 kitosan takviye edilerek 15 ml lik solüsyon hazırlanmştır. Daha sonra iki solüsyon birbiriyle karıştırılmıştır. Titanyum alaşımı, solüsyon ile termo kaba konulup, hidrotermal cihaza 12 saat 180oC'de kaplanmak üzere yerleştirilmiştir. Kaplanmış numuneler kaplama sonrası sıcaklık ve süre açısından kademeli olarak sinterleme ısıl işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen kaplamalar ringer çözeltide 1, 10 ve 15 gün bekletilerek in vitro davranışları gözlenmiştir. Titanyum alaşımı üzerinde biriktirilen HAP/GP kaplamların, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji yayılımlı X-ışını analizi (EDX), X-ışını kırınım analizi (XRD), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analizleri ve kaplama kalınlığı değerleri ölçülüp karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak SEM analizinde gözenekli yapılar gözlemlenmiştir. Buda osteointegrasyonu arttırmaktadır. Ayrıca ön ısıl işlemli numunelerin kaplama kalınlığında daha iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. EDX analizlerinde yüzeyde Ca, P, Al, Si, Ti ve O gözlemlenmiştir. XRD analizi kaplamalarımızın hidroksiapatit olduğunu göstermiştir. FTIR analizinde ise bulunan pikler literatürle benzerlik göstermektedir.
Kadmiyum oksit karbon nanotüp nanokompozitinin elektriksel ve optik özellikleri
Bu çalışmada kadmiyum oksit esaslı karbon nanotüp takviyeli kompozit malzeme üretilmiş ve elde edilen kompozitin optik ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan karbon nanotüpler kimyasal buhar çöktürme yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Daha sonra, ticari olarak temin edilen kadmiyum oksit tozlarına farklı oranlarda takviye edilmiştir. Diğer bir grup numune olarak; kadmiyum oksit tozları sol-jel yöntemi ile sentezlenmiş ve karbon nanotüpler yine farklı oranlarda takviye edilmiştir. Sentezlenen karbon nanotüpler TEM incelemesine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen kompozit malzemeler yapısal olarak SEM ile incelenmiştir. Ardından elde edilen kompozitlerin sıcaklık ile elektriksel iletkenliklerindeki değişimler ölçülmüştür. Numunelerin UV-vis spektrometreleri alınarak optik özellikleri tespit edilmiştir. Üretilen kompozitlerin sıcaklığa bağlı elektriksel incelemeleri sonucunda; her iki numune grubunda da karbon nanotüp artışı ile beraber elektriksel iletkenliğin arttığı tespit edilmiştir. Bunun yanında, Sol-jel ile üretilmiş CdO içeren kompozitlerin hazır olarak temin edilmiş CdO içeren kompozitlere oranla elektriksel iletkenliklerinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Sol-jel ile üretilmiş CdO kullanılan kompozitler elektriksel ve optik özellikler açısından ticari CdO kullanılan numunelere göre daha iyi bir performans göstermiştir.
Elazığ ferrokrom cürufundan yüzey kaplama amaçlı Tozaltı kaynak tozu üreti̇mi̇ni̇n araştırılması
Bu çalışma da; Elazığ ferrokrom cürufundan sert dolgu (yüzey) kaplama amaçlı on alti (16) farklı kompozisyonda tozaltı kaynak tozu üretilmiştir. Üretilen kaynak tozları ferrokrom cürufu, demir esaslı ferro alaşımlar, seramik esaslı katışkılar ve bağlayıcıdan oluşmaktadır. Üretilen tozlar içerisine artan miktarlarda ferrokrom, ferrokrom-ferrobor, ferroniyobyum-ferrobor ve ferrotitanyum-ferrobor katılarak sert dolgu kaplamalar elde edilmiştir. Kaynak tozları ile yapılan sert dolgu kaplama işlemleri SAE 1020 çelik yüzeylere tozaltı kaynak makinesi ile gerçekleştirilmiştir. Kaplama işlemlerinden sonra kaplama bölgesinden alınan numuneler mikroyapı incelemeleri, sertlik ölçümleri ve abrasiv aşınma testlerine tabii tutulmuştur. Deney sonuçları neticesinde; Elazığ ferrokrom cürufundan tozaltı kaynak tozları üretilmiştir. Toz karışımındaki ferrokrom, ferrokrom-ferrobor, ferroniyobyum-ferrobor ve ferrotitanyum-ferrobor miktarının artmasıyla; sert dolgu kaplamaların mikroyapıları değişmiş, sertlikleri artmış ve aşınma kayıpları azalmıştır.Üretilen toz grupları içerisinde en yüksek ferro alaşım içeren toz karışımları ile elde edilen kaplamaların en yüksek sertlik ve aşınma direncine sahip oldukları tespit edilmiştir. Öte yandan; en yüksek oranlarda ferroalaşım içeren kaynak tozları neticesinde oluşan cürufların kaynak metalinden ayrılmasında da (kalkmasında) kısmi zorluklar oluştuğu gözlenmiştir. Buna rağmen; atık bir cüruftan tozaltı kaynak tozu üretilebileceği ve ferro alaşımların toz bileşimine katılmasıyla sert dolgu kaplamalar elde edilebileceği bu çalışma neticesinde ortaya koyulmuştur.
FeB toz boyutunun AISI 4140 çeliğinin borlama paramatrelerine etkisinin araştırılması
Borlama işlemi, termokimyasal kaplamalar arasında yüksek yüzey sertliği, düşük sürtünme katsayısı, yüksek korozyon ve oksidasyon direnci gibi üstün özelliklere sahip olması ve birçok metalik malzemeye uygulanabilmesi sebebiyle ön plana çıkmaktadır. Borlama işlemi için yeni bir borlama tekniği geliştirilmiştir. Kaplama işleminde, bor kaynağı olarak ferrobor alyajı tozu kullanılıp ferrobor ve sodyum silikat karıştırılarak jel haline getirildi. Ferrobor tozu ile sodyum silikat karışımı mekanik alaşımlamada kullanılan hızlı öğütücü (mekanik alaşımlama cihazı) vasıtasıyla öğütüldüler. Borlama karışımı Spex tipi öğütücüde (1200 dev/dak) 1, 2 ve 4 saatlik öğütmelere tabi tutuldu. Öğütülen tozların DTA'sı alaınarak tozların yüzey enerjilerindeki değişim belirlendi. İşlem AISI 4140 çeliğinin yüzeyine tatbik edildi. Borlama parametreleri olarak; sıcaklık 750-950 oC ve süre 2-8 saat aralıklarında seçildi. Borlama işlemi sonrası, demir borür tabakası ile kaplanan numunelerin mikroyapları ve aşınma karakteristikleri incelendi. Mikro yapı çalışmaları esnasında numunelerin optik ve SEM ile mikroyapı görüntüleri alınarak tabaka kalınlıkları ve tabaka morfolijisi tespit edildi. XRD işlemi ile yüzeydeki borürlerin tipleri belirlendi. DTA (diferansiyel termik analiz) ile borür tabakasındaki fazların entalpileri ve bu fazların dönüşüm sıcaklıkları tespit edildi. Mikro sertlik yöntemi ile kaplanmış tabakların sertlikleri belirlendi. Yüzeydeki sertlik dağılımı, kaplama kalınlığı, mikro yapı gibi sonuçlar sıcaklığın, sürenin ve atritörde öğütme süresinin fonksiyonu olarak belirlendi. Kaplama kalınlığı kinetiği incelendi. GODES ile numunelerin yüzeyinden içeriye doğru bor konsantrasyonu değişimi belirlendi. Kaplamada mekanik alaşımlamanın aktivasyon enerjisi üzerindeki etkisi, yüzey enerjisi üzerindeki etkisi ve tabakalaşmada faz dönüşümü üzerindeki etkileri belirlenmeye çalışıldı. Borlamada sodyum silikat dışında Na2SO4, NaF, NH3Cl, Na2B4O7, NaCl gibi bağlayıcılar kullanılarak sodyum silikatlı sonuçlar ile karşılaştırıldı. Aşınma testleri için "pin-on-disc" konfigürasyonu kullanıldı. İşlem kuru ve atmosfere açık ortamda, 0.8 ms-1 hızlarında, 40 ve 60 N yükleri altında gerçekleştirildi. 8 saatlik borlama süresi ve 900-950 oC sıcaklıkta borlanmış numunelerde, aşınma yüzeyde deformasyon oluşumu safhasına kadar oksit oluşumu ile gerçekleşirken, 4-6 saatlik borlama süresi ve 800-850 oC sıcaklık şartlarında borlanmış numunelerde, aşınmış yüzeylerde oksitli aşınma belirlenirken yüzeydeki bor tabakasında aşınma sonrası çatlama oluşmadığı görüldü.
Ramor Zırh Çeliği ile AISI 304 paslanmaz çelik çiftlerinin plazma transferli ark kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliğinin araştırılması
Bu çalışmanın amacı Ramor 500 Zırh Çeliği ile AISI 304 Paslanmaz Çeliğin Plazma Transfer Ark Kaynağı yöntemi ileilave tel kullanılmadan birleştirilebilirliği, mekanik özellikler ve mikroyapdeğişiklikler incelenmiştir. Çalışmada plazma transfer ark kaynağı sonrasında numunelerin radyografik incelemesi, sıvı penentrant testi, mekanik özellikleri ve mikroyapıları; çekme testi, optik mikroskopi ve SEM ile incelenmiş, kaynak bölgesinde Vickers sertlik skalası ile sertlik dağılımı belirlenmiştir. Numunelerin kaynak bölgesinde özellik gösteren yapılar için SEM-EDS analizleri yapılmıştır. Kaynaklı birleştirmelerin çekme testi uygulanan numunelerinden kırık yüzeyleri SEM ile incelenerek kırılma tipi belirlenmiştir. Yapmış olduğumuz çalışmada Ramor 500 Zırh Çeliği ile AISI 304 Paslanmaz Çeliğin plazma transfer ark kaynağı işlem parametrelerinin, birleşme kalitesi ve nüfuziyet derinliği üzerinde önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Birbirinden farklı kimyasal bileşime sahip Ramor 500 Zırh Çeliği ile AISI 304 Paslanmaz çelik çiftinin plazma transfer ark kaynağı yöntemi ile birleştirilmesinde, uygun akım şiddeti, plazma gaz debisi ve kaynak ilerleme hızı kombinasyonlarında kaynak kalitesini artırmak mümkün olabilmektedir. Anahtar Kelimeler: Ramor 500, AISI 304, Plazma Transfer Ark Kaynağı, Isıl İletkenlik
Hardox 400-AISI 304 çeli̇k çi̇ftleri̇ni̇n Plazma Transferli̇ Ark kaynak yöntemi̇ i̇le bi̇rleşti̇ri̇lebi̇li̇rli̇ği̇ni̇n araştirilmasi
Bu çalışmada, günümüzde modern kaynak yöntemleri arasında yer alan PTA (Plazma Transferli Ark) kaynak yöntemiyle Hardox 400 çeliği ve AISI 304 Paslanmaz çeliği farklı kaynak parametrelerinde kaynak yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda 4 mm kalınlığındaHardox 400 çeliği ve AISI 304 paslanmaz çeliği kullanılmıştır. Deney parçaları küt alın kaynağı formunda, kaynak ağzı açılmadan ve ilave metal kullanılmadan farklı kaynak parametrelerinde yatay pozisyonda kaynak edilmiştir. Tez çalışmasında kaynak sonrası numunelerin tahribatlı muayenesi ve tahribatsız muayenesi yapılmıştır. Mekanik özellikleri ve mikroyapıları; çekme testi, optik mikroskopi ve SEM ile incelenmiş, kaynak bölgesi ve ısı tesiri altına kalan(ITAB) bölgelerinde Vickers sertlik skalası ile sertlik dağılımı belirlenmiştir. Numunelerin kaynaklı bölgelerin mikroyapıları SEM-EDX ile analiz edilmiştir. Ayrıca, çekme testi uygulanan numunelerin kırık yüzeyleri SEM ile incelenerek kırılma tipi belirlenmiştir. Tahribatsız muayene olarak radyografik ve sıvı penentranttesleri ile kaynak dikişi incelenmiştir. Anahtar kelimeler; Plazma Ark Kaynağı, Hardox 400, AISI304 Paslanmaz çelik,
İki kademeli liç ile kalkopirit konsantresinden metallerin ekstraksiyonu
Sülfürlü cevherlerden ve konsantrelerden bakır üretimi, önemli ölçüde yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilen izabe işlemlerini içeren pirometalurjik tekniklerle yapılmaktadır. Kalkopirit konsantresinden pirometalurjik yöntemlerle bakırın üretimi, matın elde edilmesi ve takiben mattan konvertisaj işlemiyle blister bakırın elde edilmesi temel aşamalarından meydana gelir. Ancak, bu yüksek sıcaklık proseslerinin çevreye olan zararları sadece SO2 gazlarını içeren emisyonlar açısından değil aynı zamanda arsenik, antimon ve diğer ağır metal kirliliğine de yol açması gibi sorunları oluşturmaktadır. Dünya bakır üretiminin %80'i sülfürlü bakır cevherlerinden ve kalan bakırın %20'lik bölümü ise oksitli cevherlerinden hidrometalurjik prosesler ile üretilmektedir. Bakır üretimi sırasında atmosferik kirliliği minimize etmek için kalkopirit konsantresinin liçi yıllardan beri alternatif bir seçenek olarak değerlendirilmektedir. Hidrometalurjik bakır üretiminde, bakır liç işlemi ile çözeltiye alındıktan sonra solvent ekstraksiyon ve elektrokazanım yöntemleri ile metalik olarak geri kazanılmaktadır. Kalkopirit, çoğu sülfürlü mineral gibi çözünmeyen kovalent yapılı bağlara sahip olmasından dolayı bozunması için güçlü oksidantlara ihtiyaç gösterir. Ancak, oksitleyici reaktanların kullanılması seçimli olmayan liç işlemi, düşük metal ekstraksiyonu (partikül yüzeyinde S2- nin S°'a yükseltgenmesinden kaynaklanan elementel sülfür oluşumu) gibi olumsuzlukları da beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada, iki kademeli bir liç prosesi ile kalkopirit konsantresinden hidrometalurjik olarak seçimli metal ekstraksiyonu gerçekleştirildi. Birinci kademe liç aşamasında kalkopirit konsantresi hidrojen peroksit varlığında oksalik asit ile liç edildi. Birinci kademe liçin optimum şartları 100 g/L H2C2O4, 3 M H2O2, 45 ºC liç sıcaklığı, 400 dev/dk karıştırma hızı, 25 mL/g sıvı-katı oranı ve 120 dk liç süresi olarak belirlendi. Bu şartlar altında kalkopiritten çözünen bakır ve demir miktarı sırasıyla %1,6 ve %65,5 olarak belirlendi. İkinci kademe liç prosesinde, birinci kademe liç artığı bakır ekstraksiyonu için HCl ile liç edildi. Optimum liç şartları şu şekilde belirlendi: HCl konsantrasyonu 5M, liç sıcaklığı 45 ºC, karıştırma hızı 400 dev/dk, sıvı-katı oranı 25 mL/g ve liç süresi 120 dk. Bu şartlar altında bakır ekstraksiyon ürünü %75 civarında elde edilirken çözeltiye geçen demir % 4 civarında olduğu belirlendi. Sonuç olarak kalkopirit konsantresinden metallerin seçimli olarak liçi, bakır ve demir oksalat bileşiklerinin çözünürlük farkına dayanarak iki kademeli liç prosesi ile yapılabileceği ortaya konulmuştur.
Termoreaktif difüzyon (TRD) yöntemiyle ferro titanyum kaplanan orta karbonlu çeliğin mikroyapı özelliklerinin incelenmesi
Dünyada her şeyin bir ömrü birde ölçüsü olduğu gibi, makine parçalarının da bir ömrü vardır. Makine parçalarının ve takımların kullanım süreleri yani ömürleri aşınma ve korozyon nedeni ile sınırlıdır. Bu nedenle aşınma ve korozyonun önleme çalışmaları, her geçen gün Dünya pazarında ekonomik anlamda daha büyük önem kazanmaktadır. Bu sorunları ortadan kaldırmak ve takım ömürlerini uzatmak için yeni nesil takım çelikleri üretilmeye çalışılmaktadır. Takımlarda, kullanılan malzemeleri daha pahalı olan yenileri ile değiştirmek yerine, yalnızca yüzeylerinin aşınma, korozyon vb. özelliklerini geliştirmek ise soruna ekonomik ve pratik bir yaklaşım olarak görülmekte ve bu anlamda çalışmalar yürütülmektedir. Bu sebeple sert seramik film kaplamalar son yıllarda büyük bir gelişim gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, AISI 4140 soğuk iş takım çeliği Termo-Reaktif Difüzyon (TRD) tekniği kullanılarak sertlik özellikleri kontrol edilerek, bu sayede de takım ömürlerinin uzatılması ve daha dayanaklı malzemeler üretilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla, 10x10x10mm. boyutunda hazırlanmış numunelerin, yüzeylerine TRD yöntemiyle FeTi ile kaplanarak, sert ve aynı zamanda da aşınma dayanımı yüksek karbür tabakaları oluşturulmuştur.
Aısı 4340-aısı 2205 malzeme çiftinin sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliği
Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte, farklı malzemelerin birleştirilerek kullanılması gereksinimi ortaya çıkmıştır. İki farklı alaşımdaki çeliğin birleştirilmesinde en uygun yöntem kaynaklı birleştirmedir. Kaynak işleminin sonrasında, kaynak bölgesinin özelliklerinin, birleştirilen çeliklerin özelliklerinden farklı olması önemli soruları ortaya çıkarmıştır. Değişik kaynak yöntemleri içerisinde ergitme kaynak yöntemlerinin kullanılması, bu soruları daha da artırmaktadır. Ergitme kaynak yöntemleri ile yapılan kaynaklı birleştirmelerde genellikle kaynakçıdan kaynaklanan kaynak hataları kaynatılan kaynak malzemesinin soğuması esnasında kaynaklanan kaynak hatalarının minimuma indirilmesi için katı hal kaynak yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, piyasada yaygın kullanım alanına sahip AISI 4340 ıslah çeliği ile AISI 2205 dubleks paslanmaz çeliğinin farklı devir sayılarında sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Elde edilen bu kaynaklı bağlantılarda arakesitte oluşan yapıların metalografik değerlendirilmesi yapılmış, çekme ve çentik darbe deneyi gibi mekanik testler ile mekanik davranışlar amaçlanmıştır. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde güncel çalışmanın literatürdeki yeri ve öneminden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde paslanmaz çeliklerden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde ıslah çeliği hakkında genel bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde ergitme kaynak yöntemleri anlatılmıştır. Altıncı bölümde katı hal kaynak yöntemleri anlatılmıştır. Yedinci bölümde tahribatlı ve tahribatsız muayene yöntemi anlatılmıştır. Sekizinci bölümde deneysel çalışma yapılmıştır. Dokuzuncu bölümde deneysel çalışma ve değerlendirme yapılmıştır. Onuncu bölümde genel sonuçlar ve öneri anlatılmıştır.
GGG40 küresel grafitli dökme demirin mikroyapı ve mekanik özelliklerine östemperleme ve indüksiyonla yüzey sertleştirme işleminin etkisi
Bu çalışmada, GGG40 küresel grafitli dökme demirlere (KGDD) östemperleme ve indüksiyonla yüzey sertleştirme ısıl işleminin; mikroyapıya, sertliğe, aşınma davranışına ve çekme dayanımına olan etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla; GGG40 KGDD numuneler 900 °C'de 90 dakika östenitleme yapılmıştır. Daha sonra 320 °C ve 380 °C sıcaklılarda 120 dak östemperleme uygulanmıştır, böylece alt ve üst beynit/ösferrit morfolojisinin etkisini araştırılmıştır. Ayrıca GGG40 KGDD numunelere indüksiyonla yüzey sertleştirme ısıl işlemi yapılmıştır. GGG40 KGDD numunelere ısıl işlemler sonrası meydana gelen yapısal değişimlerini belirlemek için, geleneksel parlatma yöntemi ile temizlenip parlatıldıktan sonra; Optik Mikroskop, SEM, EDS ve X-ray analizleri yapılmıştır. Ayrıca malzemelerin yüzeyinden Vickers sertlik skalası kullanılarak (HV) mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Isıl işlem görmüş ve ısıl işlem görmemiş GGG40 KGDD numunelerin çekme dayanımlarını belirlemek amacıyla, TS 287 EN 895 standardına uygun olarak 1mm/dk çekme hızında, 50000 N yük altında çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Numunelerin kırık yüzey morfolojisi SEM-EDS ve X-ray analizleri ile incelenmiştir. Aşınma deneyleri; 10, 20, 30 N yük uygulanarak, 8 m ve 15 m yol mesafesi kullanılarak 320 ve 800 mesh zımparayla düşey dönel hareket sergileyen aşınma deney makinasında yapılmıştır. Numunelerin aşınma yüzeyleri SEM mikroskobuyla incelenirken, malzemelerdeki aşınma kaybı değerleri ölçülmüştür. Deney numunelerinin aşınma dayanımlarının artmasının nedeninin; mikro yapıda bulunan küresel grafitlerin yağlayıcı etkisi göstermesinden ve indüksiyonla yüzey sertleştirme ısıl işleminin yüzey sertliğini arttırmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Sertlik değerleri; östemperleme sıcaklığının artmasıyla artmıştır. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde güncel çalışmanın literatürdeki yeri ve öneminden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde küresel grafitli dökme demirlerden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde ısıl işlemler hakkında genel bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde mekanik testler anlatılmıştır. Altıncı bölümde deneysel çalışma ile ilgili genel bilgi verilmiştir. Yedinci bölümde deney sonuçları ve değerlendirmeler yapılmıştır. Sekizinci bölümde genel sonuçlar ve öneri anlatılmıştır.
Temperlenmiş martenzit – termomekanik haddelenmiş çelik kaynaklı bağlantı mekanik özelliklerine kaynak sonrası yapılan ısıl işlemin etkileri
Bu çalışmada temperlenmiş martenzit – termomekanik haddelenmiş çelik kaynaklı birleştirme mekanik özelliklerine kaynak sonrası parçaya uygulanan ısıl işlemin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Kaynaklı bağlantı EN15609, EN15614 vb. ilgili standartlara uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Kaynak prosesi açısından Hardox450 ve Optim700MC malzemeler sahip oldukları (kısmen) yüksek karbon eşdeğeri sebebiyle seçilmiştir. Kaynak prosesi öncesi mikro analizler, sertlik testleri ve kimyasal analiz testleri test parçalarının doğrulanması için yapılmıştır. Test parçaları MAG gazaltı kaynak yöntemiyle PB pozisyonunda kaynaklanmıştır. Kaynak uygulamalarından sonra, tüm test numunelerine kaynak sonrası ısıl işlem aynı sürelerde fakat farklı sıcaklık değerlerinde uygulanmıştır. 1500C, 3000C ve 450 0C kaynak sonrası uygulanacak olan ısıl işlem sıcaklık değerleri olarak belirlenmiştir ve bu ısıl işlem parametreleri her bir numuneye ayrı ayrı uygulanmıştır. Uygulanan ısıl işlem sonrası, enine kesit parçaları kaynak sonrası ısıl işleme maruz kalan bölgelerden alınmıştır. Numuneler mikroskobik muayeneye, sertlik testlerine ve tahribatsız muayene testlerine tabi tutulmuştur. Sonuç olarak, kaynak sonrası uygulanan ısıl işlem sıcaklıklarının artmasıyla birlikte temperlenmiş martenzit çeliğin ısı tesiri altındaki bölgesinde mevcut olan sertlik artışının azaldığı tespit edilmiştir.
Mekanik alaşımlama yöntemi ile ZA27 esaslı kompozit malzemelerin üretilmesi ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, ilk olarak döküm yöntemi ile elde edilen ZA27 alaşımından gaz atomizasyonu yöntemi ile ZA27 matris tozları üretilmiştir. Daha sonra, eleme yöntemi ile 63 μm elek altı matris tozları elde edilmiştir. Takviye malzemesi olarak, nano grafit ve alümina (100 nm) tozları kullanılmıştır. Nano-grafit ve alümina tozları ile ZA27 tozlarının karışımından gezegen tipi bilyeli öğütücüde 8 saatlik öğütme sonucu mekanik alaşımlama yöntemi ile hibrit nanokompozit tozlar üretilmiştir. Öğütülen tozlar, 3 saat boyunca 432 0C sıcaklıkta sinterlendikten sonra 350 MPa basınç altında, sıcak presleme yöntemi ile ZA27 ve hibrit nanokompozit numuneler üretilmiştir. Aşınma deney parametreleri olarak; 30 dk deney süresi, 100 dev/dk devir sayısı ve 10 N yük seçilmiştir. Her deneyde, bu parametrelerden ikisi sabit tutulup diğeri değiştirilerek uygulanmıştır. Hacimce %1 grafit ve %4 alümina içeren hibrit nanokompozitlerin iyi tribolojik özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Ancak sadece düşük yük, düşük hız ve uzun deney süresi koşullarında, hacimce %4 grafit ve %4 alümina takviyeli hibrit nanokompozitlerin en üstün özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Katkısız ZA27 malzemenin aşınma yüzeyleri SEM'de incelenmiştir ve ana aşınma mekanizması olarak adhezif ve tabakalaşma aşınması belirlenmiştir. Hibrit nanokompozitlerde ise alümina oranının artmasıyla ana aşınma mekanizmasının abrazif aşınma olduğu anlaşılmıştır.
Melt spinning yöntemiyle AA6060 aluminyum alaşımı toz ve şerit üretiminin incelenmesi
Bu çalışmada aluminyum AA6060 aluminyum alaşımı melt spinning yöntemi ile yüksek vakum altında pürüzsüz disk ile hızlı katılaştırılmış şerit ve dokulu disk ile toz üretimi gerçekleştirilmiştir. Disk hızı, püskürtme basıncı, sıvı metal sıcaklığı(aşırı ısıtma miktarı), nozul – disk mesafesi ve nozul genişliği gibi melt spinning parametrelerinin üretilen şeritlerin kalınlıklarına, morfoloji ve mikroyapılarına etkileri incelenmiştir. Bununla birlikte parametrelerin dokulu disk ile üretilen tozların ortalama toz boyutuna, morfolojilerine ve mikroyapılarına etkileri incelenmiştir. Ayrıca üretilen şerit ve tozların mikroyapıları incelenerek soğuma hızları hesaplanmıştır. Melt spinning sisteminde pürüzsüz disk kullanılarak 28-171 µm kalınlıklarda 4-8 mm genişliklerde ve 1-2 m boylarında şeritler üretilmiştir. Ortalama şerit kalınlığının artan disk hızı, sıvı metal sıcaklığı ve azalan püskürtme basıncı, nozul – disk mesafesi ve nozul genişliği ile azaldığı gözlenmiştir. Üretilen şeritlerin soğuma hızları 9,20x103 - 0,96x103 K/s aralığında değişmiştir. Dokulu disk kullanılarak yapılan deneylerde ise, melt spinning parametrelerine bağlı olarak 161 – 274 µm ortalama boyutta tozlar üretildi. Artan disk hızı ve aşırı ısıtma sıcaklığı ve azalan püskürtme basıncı ve nozul – disk mesafesi ile ortalama toz boyutunun azaldığı tespit edildi. Elde edilen tozların morfolojileri genellikle çubuksu, pulsu, yapraksı ve düzensiz şekilde olduğu gözlenmiştir. Toz boyutlarına göre soğuma hızları 6,44x102 – 1,58x102 K/s aralığında hesaplandı.
Inconel 718 süper alaşımının plazma transfer ark (pta) yöntemi ile birleştirilebilirliğinin araştırılması
Günümüz teknolojisindeki gelişmeler; ekonomik yönden elverişli, teknik açıdan uygun özel malzemelerin elde edilmesi için yüksek mekanik özelliğe sahip, yüksek sıcaklıkta aşınma ve korozyona dayanıklı süper alaşımların geliştirilmesine neden olmuştur. Süper alaşımlar, yüksek sıcaklık uygulamalarında diğer tüm metalürjik malzemelerden daha çok tercih edilmektedir. Bu nedenle bu alaşımların farklı kaynak yöntemleriyle birleştirilebilirliği araştırma konusu haline gelmiştir. Bu çalışmada, havacılık endüstrisinde yoğun bir şekilde kullanılan nikel bazlı süper alaşımlardan Inconel 718 alaşımı PTA kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. PTA kaynak yöntemi, üretim kaynağı olarak uzay endüstrisi, havacılık ve nükleer endüstrilerde çok yaygın kullanıma girmiştir. Özellikle dikiş kalitesi, güvenilirliği ve ekonomiklik açısından kabul edilen bir yöntemdir. Çalışma esnasında ilerleme hızı sabit tutulup, farklı akım şiddeti ve gaz debilerinde kaynak işlemi gerçekleştirilmiş ve kaynaklı bağlantıların metalografik ve mekanik özellikleri değerlendirilmiştir. Çalışma sonunda; Inconel 718 süper alaşımının PTA kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde kaynak yönteminin bu malzeme için uygun olduğu fakat kaynak parametreleri seçilirken bazı tedbirlerin alınması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Grafen esaslı nano elektroseramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışması, hidrotermal metot ile üretilen Bizmut, Lantan ve Yitriyum 'un Demir ve Mangan bileşikleri içerisine, Hummers metodu ile sentezlenen grafen oksitin farklı oranlarda katkılandırılmasıyla nano elektroseramik üretimini içermektedir. Elde edilen katkılı ve katkısız numuneler XRD, SEM ve EDX, TEM, FTIR, DTA-TGA, UV-VIS-NIR spektroskopisi, ferroelektrik ölçümler, sıcaklığa bağlı elektriksel direnç değişimleri ve dielektrik ölçümler yardımıyla karakterize edilmiştir. XRD sonuçlarından, üretilen numunelerin nano boyutta oldukları ve kristal boyutlarının grafen oksit katkısı ile değiştiği görülmüştür. SEM görüntüleri ve EDX spektrumları, nano elektroseramiklerin yapısının küçük boyutlu tanelerin birleşmeleri ile oluşan büyük tanelerden meydana geldiğini göstermektedir. TEM görüntüleri ve SAD desenlerinden, numunelerin mikroyapılarının tüm doğrultularda nano boyutlu ve aralarında yönelim ilişkisi bulunmayan, gelişi güzel yönelimli tanelerden oluştuğu görülmüştür. Elde edilen numunelerin FTIR spektrumlarından, kimyasal özellikleri ve bağ yapıları belirlenmiş, grafen oksitin pik şiddetlerini değiştirdiği görülmüştür. Bu, grafen oksitin seramik yapı içerisine dail olduğunu doğrulamaktadır. Termal analiz ölçümleri yardımıyla, artan sıcaklıkta numunelerin yapısında meydana gelen reaksiyonlar, reaksiyon sıcaklıkları, reaksiyon enerjileri ve toplam kütle kayıpları belirlenmiştir. Numunelerin yasak enerji aralıkları, optik absorbsiyon yöntemiyle bulunmuştur. Grafen oksit katkısı numunelerin yasak enerji aralıklarını değiştirmiştir. Üretilen nano elektroseramiklerin dielektrik ölçümleri ve alternatif akım iletkenliği frekansa bağlı olarak ölçülmüş ve değişen katkı oranlarının dielektrik özelliklerini değiştirdiği görülmüştür. Sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlik ölçümleri numunelerin yarıiletken davranış gösterdiğini doğrulamıştır. Üretilen nano elektroseramiklerin polarizasyon-elektrik alan histerisiz döngüleri yardımıyla maksimum polarizasyon, kalıntı polarizasyon ve zorlayıcı elektrik alan değerleri belirlenmiştir. Grafen oksit katkısı ile numunelerin ferroelektrik davranışları değişmiştir. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen elektroseramiklerin elektronik ve nanoyapı özelliklerinin elektronik ve enerji uygulamalarında kullanılmak üzere çeşitli grafen içeriği ile kontrol edilebileceğini göstermiştir.
Çinko oksit-karbon nanotüp kompozitinin özelliklerine yarı iletken oksit takviyesinin etkisi
Bu çalışmada ZnO matrisli karbon nanotüp takviyeli kompozit malzeme üretilmiş ve elde edilen kompozit malzemeye farklı oranlarda ticari olarak temin edilen yarıiletken Fe2O3, CdO ve TiO2 tozları takviye edilmiştir. Takviye malzeme olarak kullanılan karbon nanotüpler kimyasal buhar çöktürme yöntemi ile sentezlenmiştir. Sentezlenen karbon nanotüpler TEM incelemesine tabi tutulmuştur. Üretilen yarıiletken oksit takviyeli kompozitler ise yapısal olarak SEM ile incelenmiştir. Ardından elde edilen kompozitlerin sıcaklık ile elektriksel iletkenliklerindeki değişmeler ölçülmüştür. Numunelerin UV-vis spektrometreleri alınarak optik özellikleri tespit edilmiştir. Üretilen kompozitlerin sıcaklığa bağlığı elektriksel ölçümleri neticesinde; katkısız ZnO-KNT kompozite göre farklı oranlardaki yarıiletken oksit takviyeli ZnO-KNT kompozitlerin elektriksel iletkenliğinde artış meydana geldiği tespit edilmiştir. Yapılan ölçümler sonucunda yarıiletken oksit takviyesi yapılarak elde edilen ZnO-KNT kompozitlerin, elektriksel ve optik özellikler açısından katkısız ZnO-KNT kompozitine göre daha iyi bir performans gösterdiği tespit edilmiştir.
Az31 magnezyum alaşımının tıg kaynağı ile birleştirilebilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada, AZ31 magnezyum alaşımı çifti TIG kaynak yöntemi ile farklı koruyucu gaz atmosferi ve farklı akım değerlerinde birleştirildi. Koruyucu gaz olarak Argon, Helyum, Argon-Helyum gaz karışımı kullanıldı. Kaynaklı birleştirmeler bu koruyucu gaz atmosferleri altında 130 A, 140 A, 150 A, 160 A akım değerlerinde gerçekleştirildi. Kaynak edilen numunelerin kaynaklı birleştirme bölgelerinin mikro yapıları optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), ve enerji dağılımlı X-ışınları (EDS) yöntemleriyle incelendi. Kaynaklı birleştirmelerin mekanik dayanımları mikro sertlik ölçümleri ve çekme testi ile tespit edildi. Yapılan incelemelerde, farklı koruyucu gaz ve ısı girdisi değişimine göre farklı mikroyapıların oluştuğu tespit edildi. Isı girdisi arttıkça kaynak bölgesi genişliğinin ve tane boyutunun arttığı görüldü. En yüksek mikro sertlik değeri argon koruyucu gaz atmosferi altında 130 A akım değerinde kaynak edilen numunede 60 HV olarak ölçüldü. En yüksek çekme dayanımı değeri 130.19 N/mm2 olarak Helyum koruyucu gaz atmosferi altında 130 A akım değerinde kaynak edilen numunede ölçüldü. Düşük ısı girdileriyle kaynaklı birleştirmeleri yapılan numunelerin ortalama çekme dayanımı değerlerinin genelde yüksek olduğu tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Magnezyum Alaşımları, AZ31, TIG Kaynağı, Koruyucu Gaz, Çekme Dayanımı, Mikrosertlik.
Grafen/karbon nanotüp takviyeli sol - jel zno kompozit malzemesinin üretimi, elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, çinko oksit esaslı grafen ve karbon nanotüp takviyeli kompozit malzemeler üretilmiş ve elde edilen kompozit malzemelerinin elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan grafen sıvı faz eksfolasyon yöntemiyle üretilmiş olup, karbon nanotüpler ise kimyasal buhar çöktürme metodu kullanılarak sentezlenmiştir. Matris malzemesi olarak kullanılan çinko oksit, birinci grup numuneler için ticari olarak hazır temin edilmiş, ikinci grup numuneler için sol-jel metoduyla üretilmiştir. Ticari olarak temin edilen ve sol-jel ile üretilen çinko oksit tozlarına farklı oranlarda Grafen ve Karbon nanotüp ilave edilmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan G ve KNT malzemeleri TEM incelemesine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen kompozit malzemeler ise yapısal olarak SEM ile incelenmiştir. Daha sonra bu kompozitlerin sıcaklık etkisi altında elektriksel iletkenliklerindeki değişimler ölçülmüştür. Numunelerin UV-vis spektrometreleri alınarak optik özellikleri tespit edilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin sıcaklığa bağlı elektriksel incelemeleri sonucunda; her iki numune grubunda da takviye elemanı ilavesiyle birlikte elektriksel iletkenlik değerinde düşüş gözlenmiş ancak en yüksek takviye oranında iletkenlik değerlerinde artış gözlenmiştir. Bunun yanında, sol-jel metoduyla ile üretilmiş ZnO içeren kompozitlerin hazır olarak temin edilmiş ZnO içeren kompozitlere oranla özellikle yüksek sıcaklık değerlerinde elektriksel iletkenliklerinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Yapılan optik ölçümlerde G ve KNT takviyesiyle yasak enerji aralığı değerlerinde artış meydana gelirken, reflektans değerlerinde düşüş olduğu gözlenmiştir.
Hidroksiapatit-perlit kompozit biyomalzeme üretimi, karakterizasyonu ve ın vıtro davranışı
Günümüzde uygulama alanı ve önemi gittikçe artan biyouyumlu, güvenilir ve etkin olan biyomalzemeler, insan vücudundaki organ veya canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek veya desteklemek amacıyla kullanılan malzemeler olup, sürekli olarak veya belli aralıklarla vücut sıvıları ile temas halindedir. Biyoseramiklerden biri olan ve biyomedikal alanda en çok kullanılan hidroksiapatit, bir kalsiyum fosfat bileşiği olup, Ca10(PO4)6(OH)2 şeklinde gösterilir. Hidroksiapatit malzemeler, implant etrafındaki kemik büyümesini hızlandırdığı için kemik onarımında kullanılan çok popüler bir malzemedir. Hidroksiapatit (HA), sentetik ve doğal kaynaklı olmak üzere iki yoldan elde edilir. Sentetik hidroksiapatit biyomalzemeler oldukça güvenilirdir, fakat üretimi karışık ve pahalıdır. Doğal olarak üretilen biyolojik apatitlerin ise üretimi daha kolay ve ekonomiktir. Bu çalışmada, sentetik HA ve koyun kemiğinden elde edilen doğal HA matris olarak kullanılmıştır. Üç grupta kompozitler hazırlanmıştır. I. Grupta; sentetik hidroksiapatit ve koyun hidroksiapatit matrislerine, ağırlıkça % 1, 3, 5, 7, 10 oranlarında genleştirilmiş perlit ilave edilerek kompozitler hazırlanmıştır. Genleştirilmiş perlitler, tane boyutunun etkisini kıyaslanması için 50, 75 ve 100 mikron olmak üzere üç boyutta seçilmiştir. II. Grupta; aynı iki farklı matrise, mekanik ve fiziksel özelliklerin arttırılması amacıyla ağırlıkça % 5 oranında TiO2, ayrıca fiziksel özelliklerin yanı sıra kemiksi yapı kazandırmak ve biyouyumluluğu arttırabilmek amacı ile ağırlıkça % 5 MgO ile bir butanol çözeltisi olan P2O5 ağırlıkça % 5 oranında ilave edilmiştir. Bu gruptaki tüm numunelerde TiO2, MgO ve P2O5 ağırlıkça % 5 oranında sabit tutulmuştur. Bunlara ilaveten ağırlıkça % 1, 5, 10 oranlarında genleştirilmiş perlit ilave edilerek kompozitler hazırlanmıştır. Genleştirilmiş perlitler 50, 75 ve 100 mikron olmak üzere üç boyutta seçilmiştir. III. Grupta; aynı matrislere, mekanik ve fiziksel özelliklerin arttırılabilmesi amacıyla ağırlıkça % 5 oranında ZrO2, II. Grupta ki ile aynı gerekçeyle % 5 MgO ve % 5 P2O5 ilave edilmiştir. Tekrar ana takviye olarak % 1, 5, 10 oranlarında genleştirilmiş perlit ilave edilerek kompozitler hazırlanmıştır. Genleştirilmiş perlitler 50, 75 ve 100 mikron olmak üzere üç boyutta seçilmiştir. Hazırlanan numuneler, her numune 30 dakika olmak üzere elektronik karıştırıcı ile karıştırılmıştır. Hidrolik pres yardımıyla, 25 MPa presleme basıncı ile 11mm çapına sahip peletler oluşturulmuştur. Pelet haline getirilmiş numuneler 900 oC sıcaklıkta 5 oC/dk sinterlenme hızı ile 1 saat boyunca sinterlenmiştir. Elde edilen kompozitlerin; mekanik özellikleri mikro-sertlik ve yoğunluk ölçümleri, mikro-yapı özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve EDX analizleri, oluşan fazlar XRD analizi ile belirlenmiştir. Son olarak biyoaktiflik in vitro biyoaktivite testi ile değerlendirilmiştir. Genleştirilmiş perlitin hem ağırlıkça yüzde oranı hem de tane boyutu arttıkça mikro-setlik artmıştır. Koyun HA kompozitlerin mikro-sertlik değeri, sentetik HA kompozitlere göre daha fazla arttığı gözlenmiştir. En yüksek sertlik değeri 302 HV olarak tespit edilmiştir. Genleştirilmiş perlitin takviye miktarı arttıkça mikro gözenekli ve pürüzlü yapılar gözlenmiştir. Koyun HA matrisli kompozitlerde hidroksiapatit yapı gözlenmiştir. Sentetik HA kompozitler in vitro ortamda beşinci gün apatit yapı daha fazla gözlenirken, koyun HA kompozitlerin yüzeyinde ilk gün den apatit yapı oluştuğu, yapay vücut sıvısında bekleme süresinin artması ile apatit yapının arttığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, genleştirilmiş perlitin biyoseramik bir malzeme olarak kullanımı umut vaat etmektedir. Ayrıca bu çalışmanın geliştirilmesi gerektiği düşünülmektedir.
Genleştirilmiş perlit takviyeli farklı matrislerle metal köpük üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada Al ve Al6061 matrisleri farklı ağırlık oranlarında ve farklı boyutlarda genleştirilmiş perlit takviyesi ile ve toz metalurjisi yöntemi kullanılarak numuneler üretilmiştir. Bu numunelerde köpürtme ajanı olarak TiH2 kullanılmıştır. Üretilen numuneler belirli sıcaklıkta bekletilerek köpürtülmüştür. Hazırlanan numunelere farklı oranlarda genleştirilmiş perlit takviye edilerek, takviyenin köpük stabilizasyonuna etkisi incelenmiştir. Üretilen numunelerin yoğunlukları belirlenmiş, SEM, Isıl İletim Katsayısı, Mekanik Testler ve Mikro Yapı analizleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda genleştirilmiş perlit takviyenin köpük malzemede hücre stabilizasyonu sağladığı görülmüştür. Köpük oluşumunda, köpürtme süresi, takviye boyutu ve oranı, sıcaklık ve köpürtücü madde özelliklerinin köpük oluşumunu etkileyen başlıca parametreler olduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Metal Köpük, Alüminyum, Al6061, Genleştirilmiş perlit, TiH2