350
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Eriyikten katkılı antibakteriyel polyester filament ipliklerin karakterizasyonu
Bu çalışmada, gümüş katkılı antibakteriyel tozların iplik çekimi sırasında polyester filament ipliğe katılabilmesi için gerekli masterbatch çalışmaları yapılmıştır. Hazırlanan masterbatchlerin üretim prosesinde polyester eriyiğine katılarak değişik tür, kesit, ve özellikte polyester iplikler üretilmiştir. Çalışmalarda geliştirilmiş olan antibakteriyel katkılı masterbatchlerin ve ipliklerin karakterizasyon testleri yapılarak katkı malzemesinin polimere ve iplik yapısına kimyasal ve fiziksel etkileri araştırılmıştır. Masterbatch ve ipliklerin karakterizasyon testlerinde SEM, EDX, XRD, NANOSİZER, DSC, TGA cihazlarıyla çalışılmış; bunun yanında viskozite, kül, COOH, mukavemet, uzama, kaynama çekmesi gibi birçok test de farklı metodlarla gerçekleştirilmiştir. Antibakteriyel testler ASTM E 2149-10 standartına göre uygulanmıştır
X veya γ ışını soğuran camların etkin atom ve elektron numaralarının hesaplanması
Bu çalışmada farklı oranlarda PbO, BaO, Bi2O3, SiO2, B2O3 içeren camların 1 keV- 1 GeV enerji aralığındaki kütle azaltma katsayıları, etkin atom ve elektron numaraları teorik olarak hesaplanmıştır. Camın bileşimindeki SiO2 ve B2O3 ağ yapıcı olarak; PbO, BaO ve Bi2O3 ise foton radyasyonunu soğuran oksitler olarak düşünülmüştür. WixCom bilgisayar programıyla hesaplanan kütle azaltma katsayılarına göre atomik ve elektronik tesir kesitleri, etkin atom ve elektron numaraları hesaplanmıştır. İlk bölümde 1 keV-1 GeV enerji aralığındaki silisyum ve bor camlarının sonuçlarının birkaçı grafik şeklinde sunulmuştur. Cam içeriğindeki ağır metal oksit oranın artmasıyla kütle azaltma katsayısının ve etkin atom numarasının arttığı, etkin elektron numarasının enerji aralığına bağlı olarak değişiklik gösterdiği görülmüştür. Aynı oranda PbO ve Bi2O3 içeren camların hemen hemen aynı sonuçları verdiği, BaO içeren camların genellikle çok daha az radyasyon soğurganlığına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. İkinci bölümde bu camların 662 keV'taki teorik sonuçları ile literatürden alınan deneysel kütle azaltma katsayısı verilerine göre elde edilen sonuçlar tablo şeklinde karşılaştırılmıştır. Ayrıca, tablodaki veriler Direct-Zeff programından elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve uyumlu olduğu görülmüştür. Bu tablodaki deneysel ve teorik kütle azaltma katsayılarının, etkin atom ve elektron numaralarının; ağır metal oksit oranına bağlı olarak lineerlik gösterip göstermediği grafikler üzerinde incelenmiştir. Etkin atom numaraları teorik ve deneysel olarak lineer sonuçlar vermekte iken, kütle azaltma katsayılarının ve etkin elektron numaralarının sadece teorik verilerinin lineer sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Deneysel verilerin doğrusal olmama sebebinin camın amorf yapısından kaynakladığı düşünülmektedir. Son bölümde ise birkaç cam üretim firmasının verileri kullanılarak çeşitli camların 1 keV-1 GeV enerji aralığındaki kütle azaltma katsayıları, etkin atom ve elektron numaraları hesaplanarak grafik şeklinde gösterilmiştir.
Gıda ambalajı olarak kullanılan bazı polimer malzemelerin x-ışını floresan spektroskopisinde kantitatif analiz geliştirilmesine yönelik bir çalışma
Birçok inorganik madde, gıda ambalajlarında kullanılan polimerlerin üretim süresince onların özelliklerini değiştirmeye sonuç verebilecek şekilde eklenmektedir. Bu durum üretilen malzemenin kalitesini etkilemekte aynı zamanda insan sağlığına ve çevreye olan zararları tartışılmaktadır. Gıda ambalajı gibi gıdayla temas eden malzemeler konusunda A.B.D ve Avrupa Birliği ülkelerinde mevzuatlar ve düzenlemeler geliştirilmiştir. Ülkemizde 2013/34 numaralı Türk Gıda Kodeksi Gıda ile Temas Eden Plastik Madde ve Malzemeler Tebliği'ne göre katılan malzemelerin kantitatif olarak belirlenmesi gerekmektedir. Dalga Boyu Ayırımlı X-ışını Floresan Spektrometresi (WDXRF) analitik değerlendirme üstünlüğü ve hassaslığı, hızlı, tahribatsız ve numune hazırlaması kolay olması nedeniyle diğer spektrometrelere göre daha avantajlıdır. Bu tez çalışmasının birinci aşamasında, gıda ambalaj sektörüne ait yüksek yoğunluklu polietilen ve polipropilen malzemelerinin yarı kantitatif analizleri WDXRF spektrometresinde gerçekleştirildi. Ancak sonuçların doğruluğu konusunda yarı kantitatif analiz yeterli olmamaktadır. Tez çalışmasının ikinci aşamasında, standart numune takımı üretilmesi planlandı. Gıda ambalajlarında kullanılan bir polimer olan polistirenin, tetrahidrofuran kullanılarak çözünmesi sağlandı. Daha sonra çözünen bu numunelere standart ekleme yöntemi ile çinko ve demir metalleri eklendi ve WDXRF spektrometresinde kullanılmak üzere standart numune takımları üretildi. Üretilen bu numunelerin, kantitatif ve yarı kantitatif analizleri gerçekleştirildi. Kantitatif analiz sonuçlarının, SQX sonuçlarına göre daha doğru olduğu görüldü. Bu durum, WDXRF spektrometresinde kantitatif analiz için standart numune takımı üretilmesinin önemini göstermektedir.
Otomotiv dış aydınlatma ünitelerinde kullanılan malzemelerin ve yüzeylerinin ışığa etkisinin incelenmesi
Otomobillerin aydınlatması aracın stilinde önemli bir paya sahiptir. Trafikte güvenliği sağlamak için kullanılan aydınlatmalar, gün geçtikçe aracın stilinde daha fazla söz sahibi olmaktadır. Bundan dolayı farklı malzemeler ve yüzeyler kullanılarak daha özgün tasarımlar yapma ihtiyacı otomobil üreticilerinde ortaya çıkmıştır. LED'lerin de kullanılmaya başlanmasıyla tasarımlar daha kompakt ve daha özgür yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmanın amacı ışığın yayılımına etki eden malzemeler ve bu malzemelerden üretilen parçalara uygulanan işlemlerin etkisini araştırmaktır. Bunun için otomotiv aydınlatma ürünlerinde kullanılan standart malzemeler dışında özel malzemeler de incelenerek aralarındaki farklar göz önüne koyulmuştur. Işık yayılımının homojen ya da iyi olup olmaması kişiden kişiye değişen bir olgudur. Bu çalışmada temel alınan homojen yayılım ise en az piyasada bulunan benzerleri kadar homojen bir lamba olmasını sağlamaktır. Piyasada bulunan ve bu çalışmadaki pozisyon lambasına sahip ürünler ile kıyaslama yapıldığında LED'lerin lenslere olan mesafesi diğerlerine göre daha azdır. Bundan dolayı iç lensin iç ve dış yüzeylerine kumlama denen ışık dağıtmaya yarayan işlem yapılmasına rağmen yeterli olmamış, bundan dolayı özel ışık dağıtıcı malzeme kullanılmak zorunda kalınmıştır. Çıkan sonuçlarda ortaya çıkan özel malzemeler, genel malzemelere göre daha pahalı olduğundan dolayı, performans-fiyat endeksi yapılarak ve piyasa koşulları göz önüne alınarak malzeme seçimi yapmak en doğrusu olacaktır.
Fiber bragg ızgara sensör üretiminde farklı parametrelerin sensör tepkilerine ve karakteristiğine etkilerinin incelenmesi
Fiber Bragg Izgara (Fiber Bragg Grating- FBG) sensörler düşük ağırlık, küçük boyut, elektriksel yalıtkanlık, zorlu çevre koşullarına dayanıklılık ve elektromanyetik girişimlerden etkilenmediğinden bilgi güvenliği anlamında sağladığı hat güvenliği gibi benzersiz avantajlarından dolayı yağ-gaz endüstrisinden havacılığa ve akıllı köprü uygulamalarına kadar birçok farklı sektörde basınç, gerinim, sıcaklık, nem vb. birçok parametreyi ölçmek için kullanılan vazgeçilmez bir araç olmuştur. FBG sensörler fiber optik kablonun Germanyum (Ge) katkılı çekirdek (core) bölgesinin UV (ultraviyole) ışına maruz bırakılmasından meydana gelen kalıcı kırıcılık indis modülasyonlarından oluşur. FBG sensörler fiber optik kablo içerisinde hareket eden ışık sinyalinin dalga boyu, yoğunluk ve faz gibi optik özelliklerinin çevresel etkenlere bağlı olarak değişimlerini gözlemlemek için geliştirilmişlerdir. Bu çalışma süresince farklı Ge katkı miktarlarından kaynaklı olarak farklı çaplardaki fiber optik kablolar kullanılarak FBG sensör üretimi için en ideal olan fiber optik kablo çeşidini belirleme adına ışığa duyarlılıklar incelenmiştir. Üretim ve karakterizasyon düzeneğinin kurulumundaki bağlantı noktalarında fiberlerin Ge katkı farklılıklarından kaynaklı kayıp değerleri ve dolayısıyla ölçüm hassasiyetleri gibi parametreler kıyaslanmıştır. Ayrıca FBG sensörlerin tepki ve karakteristiklerine etkilerini gözlemlemek adına, farklı yansıtma oranlarında, farklı merkez dalga boylarında FBG'ler üzerine çalışmalar yapılmış ve belirli çevresel etkenler altındaki tepkileri incelenmiştir.
Gözenekli müllit seramiklerin üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışması kapsamında gözenek boyutu ve dağılımı kontrol edilebilen makro gözenekli, iğnemsi tane morfolojisine sahip müllit (3Al2O3.2SiO2) seramiklerin polimerik sünger yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Gözenekli müllit seramiklerin üretiminde ekonomikliği, müllit oluşumu için nispeten düşük oluşum sıcaklığı sağlaması ve oldukça iyi bir mikroyapı eldesine olanak tanıması gibi önemli avantajları nedeniyle CC31 kaolen kullanılmıştır. Kaolen seramik malzemelerin üretiminde yüzyıllardır kullanılmakta olan ve nispeten saf bir kil olup yüksek sıcaklıklarda sinterlendiğinde müllit fazını oluşturmaktadır. Bu çalışmada müllit esaslı gözenekli seramik malzemelerin üretiminde ekonomik oluşu ve kolay uygulanabilir olması dolayısıyla polimerik sünger yöntemi tercih edilmiştir. Hedeflenen uygulama alanına bağlı olarak gözenekli malzemeden beklenen gözenek miktarı, gözenek boyut ve dağılımı değişiklik göstermektedir. Bu tez çalışmasında tek tip gözenek boyutuna sahip müllit seramiklerinin üretimi yanısıra fonksiyonel aşamalı malzeme tasarımına sahip gözenekli müllit seramikleri de üretilmiştir. Çalışmada polimerik sünger yöntemi için tercih edilen sünger türü poliüretandır. Nispeten düşük sıcaklıklarda yapıdan kolayca uzaklaştırılabilmesi sebebiyle poliüretan sünger tercih edilmiştir. Sünger yapıların termal davranışları TG-DTA analizi yapılarak incelenmiştir. Kaolenden müllit üretim sürecinde özellikle sinterleme sıcaklığı, süresi ve hızının müllit morfoloji gelişimi üzerindeki etkileri gözenekli seramik numunelerin 1300-1600°C aralığında sinterlenmesi ile çalışılmıştır. Sinterlenmiş numunelerin faz bileşimleri XRD analizi yapılarak incelenmiştir. Müllit fazının oluştuğu gözlenen gözenekli seramik bünyelerin mikroyapı incelemeleri SEM analizi yapılarak incelenmiştir. Gözenekli müllit seramiklerin üretim koşullarına bağlı olarak küçülme davranışı, yoğunluk ve basma mukavemeti belirlenmiştir.
İkiz merdane sürekli döküm tekniği ile üretilen hadde alüminyum alaşımlarının korozyon davranışı ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Yüksek korozyon dayanımı, kolay şekil verilebilmesi ve hafifliği gibi avantajlarından dolayı alüminyum malzemeler, son yıllarda gıda paketleme endüstrisinde yaygın olarak tercih edilir hale gelmiştir. Alüminyum alaşımlarının gıda endüstrisinde kullanılmasının temel nedeni gıdaların kimyasal yapısının korozif özelliği ve bu ortam nedeniyle gıda paket ve ambalajlarının özelliklerini yitirmesidir. Alüminyum alaşımları ise korozyona oldukça dayanıklı olup yerkabuğunda da bol miktarda bulunmaktadır. Günümüzde alüminyum ve alaşımlarının üretimi ve gıda paketleme endüstrisinde kullanımı oldukça kolay ve pratiktir. Özellikle 8006 grubu alüminyum alaşımları, hazır gıda ve asitli veya asitsiz içecek kutularının üretimi, sıvı ve katı gıda ambalajlama gibi gerek endüstri gerekse günlük hayatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Sürekli döküm yöntemlerinden (CC) ikiz merdane sürekli döküm (TRC) tekniği ile üretilen 8006 serisi alüminyum alaşımlarının korozyon davranışlarının ve yüzey özelliklerinin incelendiği bu yüksek lisans tez çalışmasında, ilk olarak 8006 serisi alüminyum alaşımı ergiyik halde ikiz merdanelerin arasına kalıp yardımıyla dökülerek 8,5 mm kalınlığında levha halinde numuneler elde edildi. Daha sonra elde edilen bu levha halindeki alüminyum alaşım numunelerine 550 °C ila 600 °C sıcaklıkları arasında homojenleştirme tavlaması uygulandı. Haddeleme işlemlerinden sonra 400 °C ila 450 °C sıcaklıkları arasında normalizasyon tavlamasına tabi tutularak numuneler kullanıma hazır hale getirildi. Üretimi gerçekleştirilen numunelere elektrokimyasal korozyon testleri öncesi karakterizasyon testleri yapıldı. Öncelikle spektral analiz yöntemi ile numunelerin içerdiği elementlerin tespiti yapıldı. Ardından X-ışını difraktometresi (XRD) yöntemi kullanılarak alüminyum folyo alaşımlarının yüzeylerinde bulunan faz ve elementlerin tespiti gerçekleştirildi. Stereo mikroskop ile yüzeylerinde bulunan hadde izleri ve hadde yönleri gözlemlendi. Son olarak taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile alaşımların yüzeyleri daha ayrıntılı olarak incelendi ve yüzeyde bulunan elementlerin yüzdece kütlelerini bulmak için enerji dağılım spektroskopisi (EDS) yöntemi kullanıldı. Korozyon öncesi karakterizasyon testleri yapıldıktan sonra %3,5 NaCl çözeltisi kullanılarak elektrokimyasal korozyon testlerinden açık devre potansiyeli (OCP), lineer polarizasyon (LP) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ölçümleri alüminyum folyo alaşım numunelerine uygulandı. Uygulanan bu elektrokimyasal korozyon testleri sonrasında tekrar X-ışını difraktometresi (XRD), stereo mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılım spektroskopisi (EDS) yöntemleri kullanılarak TRC 8006 alüminyum folyo alaşım numunelerinin korozyon davranışı ile yüzey özelliklerinde meydana gelen değişimler incelendi. Bu çalışmalara ek olarak soğuk hadde ile ezme oranı %94 ve %98 olan iki alüminyum folyo alaşım numunesine de karakterizasyon ve elektrokimyasal testler uygularak ezme oranın etkisi incelenmiştir. Bu işlemler neticesinde, ikiz merdane sürekli döküm tekniği sonrasında uygulanan ezme oranı arttırıldığında, üretilen 8006 serisi alüminyum alaşımlarının korozyon hızının arttığı ve bu alaşımların gıda paketleme uygulamalarında kullanılmasının uygun olduğu sonucuna varılmıştır.
Vulkanizasyon parametrelerinin doğal kauçukların çapraz bağ yoğunluğu ve malzeme ömrü üzerindeki etkisinin incelenmesi
Bu tez çalışmasının amacı; doğal kauçuk (NR) esaslı parçalarda vulkanizasyon parametrelerinden özellikle kürlenme süresinin çapraz bağ yoğunluğuna ve dolayısı ile parçanın çalışma yerindeki performans ve ömrüne etkisini incelemektir. Bu çalışmada kullanılan tüm numuneler aynı kauçuk reçetesinden hazırlanmıştır. Kauçuk hamurların yarımamül aşamasında mooney viskozite ve rheometre testleri yapılmıştır. Bu kapsamda hazırlanan doğal kauçuk karışımı; optimizasyon sonucu belirlenen 160°C sabit sıcaklıkta farklı vulkanizasyon sürelerinde (3, 5, 10 ve 15 dk.) kükürt pişirici sistemi ile kürlenmiştir. Vulkanizasyon sonucu elde edilen numunelerde çapraz bağ oluşumu ve yoğunluğunun tespiti için şişme (swelling) deneyi, farklı sıcaklıklarda (70°C ve 100°C) kalıcı deformasyon testi ve katı C-NMR analizi kullanılmıştır. Swelling deneyi ile elde edilen veriler Flory Rehner denklemi kullanılarak, kauçukların çapraz bağ yoğunlukları hesaplanmıştır. Vulkanize numunelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenebilmesi için; yoğunluk, sertlik, çekme mukavemeti & kopma uzaması, yırtılma mukavemeti, ısıl yaşlanma sonrası sertlik ve kopma uzaması değişimi, ozon ve termal gravimetrik analiz gibi metotlar kullanılmıştır. Deney ve test verileri incelendiğinde, çapraz bağ yoğunluğunun vulkanizasyon süresi ile artarak, 10 dk.'da maksimum değere ulaştığı, sonrasında ise negatif yönde değişim gösterdiği gözlenmiştir. Vulkanizasyon süresi 10 dk. olan numuneler mekanik testlerde en iyi performansı göstermiştir. Gerilim gevşemesi analizleri 3 farklı sıcaklıkta (85°C, 100°C ve 120°C) gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler ile Arrhenius eğrileri çizilmiş ve ekstrapolasyon ile 50°C-120°C arasında değişen sıcaklıklarda numuneler için tahmini çalışma süreleri/servis ömürleri hesaplanmıştır. Kürlenme süresi 10 dk. olan kauçuk numunelerin maksimum çalışma ömrü sergilediği gözlenmiştir. NR kauçuklarda optimum vulkanizasyon süresini aşan kürlemelerde malzemenin reversion (eski haline dönme) durumuna geçerek mekanik ve fiziksel özelliklerinde kayıplar yaşadığı ve sert, ebonit bir yapıya dönüştüğü gözlenmiştir. Bu çalışma ile; çapraz bağlanmanın tam olarak gerçekleştiği parçaların, gerçek çalışma şartlarında en iyi performans ve çalışma ömrü göstereceği sonucuna varılmıştır.
Antibakteriyel poliakrilonitril nanoliflerin geliştirilmesi
Antibakteriyel poliakrilonitril (PAN) nanolifler alkali hidroliz ve ardından klorlama işlemleri yapılarak geliştirilmiştir. Hidroliz olmuş nanoliflerin nitril gruplarının kısmi hidrolizi ile elde edilen amid gruplarının klorlama yoluyla bir N-halamin prekürsoru olarak kullanılabileceği gösterilmiştir. Ham poliakrilonitril nanolifleri için hidroliz koşulları optimize edilmiş ve böylece yüzeyler üzerinde etkili antibakteriyel aktiviteler için yeterli klor yüklemesi yapılabilmiştir. Yapıdaki kimyasal ve fiziksel değişiklikler fouirer transform infrared spektroskopisi (FT-IR), termal gravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Hidroliz olmuş nanoliflerin iyonik ve serbest radikalik mekanizmaları ile halkalaşmış olmasına rağmen, klorlanmış nanoliflerin sadece serbest radikal mekanizma ile halkalaşma gerçekleştirdiği bulunmuş ve halkalaşma sıcaklığının daha yüksek bir değerde başladığı gösterilerek kanıtlanmıştır. Diğer yandan, hidroliz ve klorlama işlemi, nanoliflerin mekanik özelliklerini önemli ölçüde geliştirmiştir. Ayrıca, klorlu nanolifler, S. aureus ve E. coli'ye karşı yaklaşık 6 log inaktivasyon ile güçlü antibakteriyel aktiviteler sergilemiştir. Geliştirilen antibakteriyel PAN nanolifler, özellikle sağlık endüstrisinin çeşitli alanlarında kullanılmak için büyük bir potansiyele sahiptir.
GaN/InGaN tabanlı LED çip fabrikasyonu ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu tabanlı mavi Işık Saçan Diyot'ların (LED) c-düzlemli safir alttaş üzerinde başarılı bir şekilde fabrikasyonu yapılmış ve karakterize edilmiştir. Mavi dalgaboyu'nda ışık saçan LED çip'lerin üretiminde kullanılan epitaksiyel malzeme, Metal Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) sistemi kullanılarak büyütülmüştür. Fabrikasyon ve karakterizasyon çalışmaları için iki örnek hazırlanmış, LED-A örneğinde p-GaN kontak üzerine Ni/Au tabakası geçirgen ohmik kontak olarak kaplanmış, hemen ardından hızlı ısıl tavlama işlemi yapılarak difüzyon yapması sağlanmıştır. İndiyum Tin Oksit (ITO) malzemesi akım yayma tabakası ve ışığı geçirgen malzeme olarak kaplanmış ve Ni/Au/ITO metallerinin p-GaN yüzeyine olan kontak direnci 2.45∙10-2 ohm·cm2 seviyesinde ölçülmüştür. LED-B örneği ise, çip'in ısınma ve yüksek seri direnç problemine bir çözüm olup olamayacağını anlamak amacıyla ters çip fabrikasyon yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmada ayrıca, LED-A örneğinden farklı olarak Ni/Au p-kontak metalizasyonu üzerine, yansıtıcı katman olarak Ni/Ag kullanılmış, Ni/Au/Ni/Ag metallerinin p-GaN yüzeye olan kontak direnci 3.5∙10-3 ohm·cm2 olarak ölçülmüş ve ışığın arka safir tarafından çıkması sağlanmıştır. LED-A ve LED-B örneklerinin Ti/Al/TiB2/Au metallerinin n-GaN yüzeyine yapılan kontak dirençleri sırasıyla 1.74∙10-6 ve 7.72∙10-7 ohm.cm2 olarak oldukça düşük elde edilmiştir. LED-A ve LED-B örnekleri kıyaslandığında, LED-B örneğinin 350 mA akım altında toplam güç ve dış kuvantum verimi değerleri bakımından %47 ve %49 oranında, LED-A örneğinden daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: InGaN/GaN kuantum kuyulu LED, hızlı ısıl tavlama, yansıtıcı tabaka, akım yayma tabkası, indiyum kalay oksit.
MOCVD yöntemi ile safir alttaş üzerine büyütülen GaN heteroyapılarının elektriksel ve yapısal karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, III-Nitrür temelli aygıtlarda kritik rol oynayan n-tipi, p-tipi ve katkısız GaN yapıları, Metal-Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) yöntemi ile c-düzlemli (0001) safir alttaş üzerine büyütülmüştür. Büyütmeler sonrasında elde edilen örnekler Yüksek Çözünürlüklü X-Işını Kırınımı (HR-XRD), Foto-Lüminesans (PL), Optik Mikroskop ve Hall Etkisi Ölçüm Sistemi (HEMS) ile karakterize edilmiştir. GaN'ın safir alttaş ile arasındaki %16'lık örgü uyumsuzluğu dikkate alınarak filmin tamamında tekdüze, yüksek kristal kalitesine ve pürüzsüz yüzey morfolojisine sahip yapı elde edebilmek amaçlanmıştır. Bu doğrultuda kusur yoğunluğunu azaltabilmek için öncelikle desenlendirilmiş safir alttaş (PSS) kullanılmış ve büyütme parametrelerinde yer alan düşük V/III oranlı GaN büyütme adımı farklı sürelerde gerçekleştirilerek kristal kalitesine etkileri incelenmiştir. Bu etkilerin değerlendirilmesi için HR-XRD sistemi ile vida (screw) tipi ve karışım (mixed) tipi dislokasyon FWHM değerleri ve PL sistemi ile sarı lüminesans şiddetinin GaN şiddetine oranı (IYL/IGaN) belirlenmiştir. Kristal kalitesi en iyi olan örnek için bu değerler sırasıyla 248 arcsec, 236 arcsec ve 0,23 olarak bulunmuştur. GaN'ın doğası gereği n-tipi gibi davranmasından dolayı yüksek hol konsantrasyonuna sahip p-tipi GaN elde etmek zor olduğu için bir diğer çalışma olan p-GaN parametrik büyütme çalışması farklı Cp2Mg akışı oranları ile yapılarak en yüksek katkı seviyesini veren akış oranı belirlenmeye çalışılmıştır. Mg katkılama sonrası yapıda oluşan Mg-H bağlarını kırıp Mg atomlarını aktif hale getirmek için önce N2 ortamında reaktör içinde sonra da hızlı ısıl işlem fırını (RTP) ile farklı sıcaklıklarda harici olarak tavlama yapılmıştır. Elde edilen örneklerin HEMS sistemi ile hol konsantrasyonu, PL sistemi ile kusur yoğunluğu ve Optik Mikroskop ile yüzey morfolojisi incelenip; Cp2Mg akışı, tavlanma türü ve sıcaklığına göre kıyaslaması yapılmıştır. Bu kıyaslamaya göre katkı (dopant)/III oranı 0,65 ve tavlama sıcaklığı 800°C olan numune, hem yüzey kalitesi bakımından hem de 5,86E+17 cm-3 olan taşıyıcı yoğunluğu değeriyle en iyi numune olarak belirlenmiştir. Yüksek elektron konsantrasyonuna sahip n-tipi GaN elde etmek için, katkı kaynağı olarak SiH4 kullanılmıştır. Büyütmeden sonra HEMS sistemi ile elektron konsantrasyonu belirlenmiştir ve farklı SiH4 akışlarının doping seviyeleri üzerine etkileri gözlenmiştir. Sonuç olarak 80 sccm SiH4 akışı ile 1,078E+19 cm-3 seviyesinde taşıyıcı konsantrasyonu elde edilmiştir.
Korozyon inhibitörü olarak kullanılan bazı N-sübstitüe amino asitlerin kuantum mekaniksel olarak incelenmesi
Korozyon inhibitörleri çalışma alanında, toksiklik, biyoparçalanabilirlik ve biyoakümülasyon kriterleri gibi korozyon inhibitörlerinin kullanımı ve deşarjı konularında katı kurallar ve düzenlemeler koyan farklı ülkelerdeki çevre kuruluşları nedeniyle, çevresel uyumluluk açısından çarpıcı değişiklikler yaşanmaktadır. Böylelikle, çevre dostu veya yeşil korozyon inhibitörleri olarak adlandırılan, minimum veya sıfır negatif etkiye sahip olan yeni korozyon inhibitörlerinin geliştirilmesi, daha önemli ve arzu edilir hale gelmiştir. Proteinlerin yapı taşları olan amino asitlerin sadece gıda ve biyoloji alanlarında değil metal endüstrisinde de kullanım alanları vardır. Zira amino asitler adsorpsiyon yoluyla metal yüzeyinde mikro boyutlardaki kalınlıklarda film şeridi oluşturup tutunarak metal yüzeyi ile su ve hava arasında bariyer görevi yapar. Adsorpsiyon, basitçe bir katı-sıvı veya katı-gaz ara yüzeyindeki konsantrasyon değişimi şeklinde ifade edilir. Konsantrasyon değişiminin pozitif olması ilgili metalin korozyona karşı olan direncini artırır ve korozyonun etkisini minimuma indirir. Amino asitlerin korozyon inhibitörleri olarak kullanımında en büyük avantaj, geleneksel asidik ve bazik korozyon inhibitörleri ile karşılaştırıldığında, çevre dostu olmaları ve toksik özellikler taşımamalarıdır. Bilimsel çalışmalar ve endüstriyel amaçlar doğrultusunda, metallerin korozyonunu önlemede amino asitler, literatürde önemli yer kaplamaktadır. Telegdi ve Beczner, N-hidroksimetil (NHM) glisin, fenilalanin, serin ve glutamik asit gibi çevre dostu yeni bileşikler sentezlemişlerdir. Bu tez çalışmasında önceden deneysel olarak incelenmiş olan ve iyi korozyon inhibisyon özelliği sergileyen bu NHM-amino asitlerinin korozyon inhibisyon etkinliklerini aydınlatmak amacıyla kuantum mekaniksel hesaplamalar kullanılmıştır. Bu amaçla bu çalışmada, söz konusu amino asit türevlerinin nötr haldeki özellikleri hakkında bilgi edinebilmek için, elektronik yapıları ile ilgili, kimyasal etkileşimlerin analizinde sıklıkla kullanılan molekül orbital analiz yöntemine başvurulmuştur. Kimyasal reaktivite en yüksek dolu moleküler orbitali (HOMO) ve en düşük boş moleküler orbital (LUMO) incelenerek anlaşılmıştır. Yöntem olarak yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılarak, B3LYP/6-311G++(d,p) baz seti seviyesinde, söz konusu bileşiklerin molekül yapıları ve inhibisyon etkinlikleri arasındaki ilişki incelenmiştir. En yüksek dolu moleküler orbital enerjisi (EHOMO), en düşük boş moleküler orbital enerjisi (ELUMO), enerji boşluğu (ΔE), dipol moment (μ), elektronegativite (χ) ve sertlik (η) gibi çeşitli kuantum kimyasal parametreler ele alınmıştır. Elde edilen teorik veriler ile deneysel inhibisyon etkinliklerinin açıklanabildiği sonucuna varılmıştır.
Küresel grafitli dökme demir malzemelerin tahribatsız ultrasonik muayene yöntemi ile küresellik özelliğinin incelenmesi
Küresel grafitli dökme demirler (KGDD), son yıllarda dökme demirler ailesinin en çok kullanılan üyelerinden biri olmuştur. KGDD'ler gri ve beyaz dökme demirler gibi geleneksel dökme demirlerin, istenilen özellikleri karşılayamadığı durumlarda devreye girmiş ve ihtiyacı karşılamıştır. Yıllık üretim miktarı artarken yanında başka ihtiyaçlar da ortaya çıkmıştır. Bunlardan biri küresel grafitli dökme demirlerin üretim kalitesinin belirlenmesidir. Küresel grafitli dökme demirlerin üretim kalitesindeki parametrelerden biri de aynı zamanda bu çalışmanın da konusu olan küresellik oranıdır. KGDD'lerin üretiminde önemli bir özellik olan küresellik değerlerinin yüksek oranlarda olması ürünün kabul edilmesi için en önemli kriterdir. Dökümhanelerde KGDD'lerin mikroyapıları mikroskopla incelenerek, küresellik oranları yüzdesel olarak belirlenir. Belli bir değerin altında kalan numuneler reddedilir. Bu çalışmada bu kalite kontrol yöntemine alternatif olarak, tahribatsız ultrasonik muayene yöntemiyle KGDD küreselliklerinin karakterizasyonu amaçlanmıştır. Küresellik oranlarının belirlenmesinde malzemelerin metalürjik özelliklerinden biri olan ses hızı değerlerinden yararlanılmıştır. Ses hızları farklı malzemelerde farklı değerlere sahiptir. Bu hız ultrasonik ses dalgalarının malzeme içerisinde ilerlediği hızdır ve malzeme iç yapısına bağlıdır. Ultrasonik muayene yöntemlerinden biri olan darbe-yankı metodu bu çalışmada ses hızlarının tespitinde kullanıldı. Küresel grafitli dökme demir numuneleri hali hazırda üretimi yapılan dökme demirlerden elde edildi. Bu nedenle farklı kalınlıklara sahip numuneler üzerinden ölçüm alındı. Kısaca, 1018 karbon çeliğinden imal edilmiş kalibrasyon bloğunda kalibre edilmiş ultrasonik ölçüm cihazıyla KGDD numunelerinin kalınlık ölçümü yapılmıştır. Ultrasonik cihazla ölçülen kalınlık değerleri numunelerin gerçek kalınlıklarından farklı çıkmıştır. Kalibrasyon bloğunun ses hızı, ölçülen kalınlık ve gerçek kalınlık değerleri kullanılarak, dökme demir numunelerinin ses hızları hesaplandı. Ölçülen değer ve gerçek kalınlık değeri arasındaki fark ne kadar büyükse küresellik oranları da o yönde düşüş gösterdi. Ölçülen ses hızlarıyla, numunelerin bilgisayar destekli görüntü işleme yazılımlarıyla belirlenen küresellik oranları karşılaştırılmıştır. Ek olarak küresel grafitli olmayan bir dökme demir numunesinden de ses hızı ölçümü alındı. 1018 karbon çeliği kalibrasyon bloğunun, KGDD numunelerinin ve küresel olmayan dökme demirin ses hızları da karşılaştırıldı. Bu karşılaştırmalarda numunelerin ses hızlarıyla küresellik oranları arasındaki ilişki değerlendirilmiş olup uç noktadaki küresellik oranları arasında (yüksek ve çok düşük yüzdeye sahip olanlar) ses hızı farklılıkları görüldü. Çalışmanın sonucunda yüksek ses hızına sahip numunelerin yüksek küresellik oranlarına sahip olduğu sonucuna varıldı. Ek olarak numunelerin mikroyapılarını yakından incelemek için taramalı elektron mikroskopu (SEM) kullanıldı ve numune yüzeyindeki elementlerin yüzdece ağırlıklarını bulmak için enerji dağılım spektroskopisi (EDS) yöntemi kullanıldı. Anahtar kelimeler: Küresel grafitli dökme demir, ultrasonik muayene, ses hızı, darbe-yankı yöntemi, küresellik.
Kemik doku uygulamaları için TiO2/akermanit katkılı kitosan doku iskelelerinin üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, sentezlenen biyoseramik tozların kitosana katkılandırılması ile üç boyutlu biyobaskılama ve ardından dondurarak kurutma yöntemleri kullanılarak biyoaktif ve biyobozunur özelliğe sahip TiO2/akermanit katkılı kitosan doku iskelelerinin üretilmesi ve kemik rejenerasyonunu destekleyen alternatif kompozit doku iskelelerinin kemik doku oluşturma potansiyellerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışmasının ilk aşamasında, akermanit tozları bir çok yöntemle sentezlenmiş olup, püskürtmeli kurutma ve 1300 oC'de ısıl işlem proseslerini içeren ardışık yöntem ile sentezlenerek saf akermanit fazı elde edilmiştir. Akermanit tozlarına katkılanan TiO2 nanopartikülleri ise, hidrotermal ve 800 oC'de kalsinasyon yöntemleri ile sentezlenmiştir. Sentezlenen tüm tozların kimyasal yapısı, fourier transform kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri ile doğrulanmıştır. Yapay kemik uygulamalarında, kusur eşleştirme iskelelerinin üretimi en kritik adımdır. Üç boyutlu yazıcı (3DP), özellikle yüksek kontrol edilebilirlik ve tasarım bağımsızlığı nedeniyle yapay kemik uygulamalarındaki özel tasarımlar için en iyi tekniklerden biridir. Çalışmanın sonraki aşamasında, kemik doku uygulamalarında kullanılmak üzere geliştirilen farklı miktarlarda akermanit ve TiO2/akermanit içeren kitosan doku iskeleleri, gözenek boyutunun kontrolü ve homojen gözeneklilik dağılımı elde etmek için üç boyutlu biyobaskılama ve ardından dondurarak kurutma yöntemlerinin kullanılmasıyla üretilmiştir. Doku iskelelerinin gözenek yapılarının, görülen sınırlar içinde olduğu gözlenmiştir. TiO2 ve akermanit katkıları ise, hem doku iskelelerinin yapısını hem de mekanik dayanımlarını önemli ölçüde etkilemiştir. Üretilen makro ve mikro gözenekli doku iskeleleri, yapay vücut sıvısı (SBF) içerisinde bir süre bekletilerek biyouyumluluk ve biyoaktiviteleri değerlendirilmiştir. Elde edilen verilere dayanarak, üretilen kompozit doku iskeleleri mükemmel biyouyumluluk ve bioaktivite göstermiştir. Tüm doku iskelelerinin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleriyle karakterize edilmiştir. Bununla birlikte, doku iskelelerinin mekanik dayanımları ve şişme davranışları belirlenmiş, yoğunluk ve gözeneklilik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, TiO2 katkısının akermanitin mekanik özelliklerini iyileştirdiği, akermanit katkısının ise kitosan doku iskelelerine biyobozunurluk ve biyoaktivite gibi özellikler sağladığı ve üç boyutlu biyobaskılama yöntemi ile üretilen doku iskelelerinin kemik doku uygulamaları için alternatif bir yapı olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.
Havacılık sektöründe kullanılan al (2024) alaşımının korozyonuna bazı inhibitörlerin etkisinin teorik yöntemlerle araştırılması
Havacılık sektöründe, korozyon çok önemli bir hasar çeşididir. Hava araçlarında kullanılan malzemelerin aşırı yorulmasına, ömürlerinin azalmasına ve verimliliğin düşmesine sebep olmaktadır. Bu durum aracın hizmet ömrünü ve bakım periyotlarınıda etkilemektedir. Havacılık sektöründe faaliyet gösteren üreticiler, malzeme seçimi esnasında korozyona dayanıklı malzemeleri tercih ederler. Ayrıca korozyon oluşumunu ötelemek için ortama belli bir miktarda katıldığında korozyon hızını azaltan inhibitörlerin ortama ilavesi ile dayanıklı fakat yüksek maliyetli malzemeler kullanmak yerine daha uygun maliyetli malzemeler kullanılabilmektedir. Alüminyum alaşımları, uçakların kanat ve çeşitli yapı malzemeleri için iyi bir seçimdir. Performans özellikleri, maliyeti, tasarımı ve üretim teknikleri, yeni nesil uçaklar için önemli miktarlarda alüminyum alaşımının kullanımı için gereken sebeplerdir. Al (2024) alaşımlı levhalar iyi kırılma tokluğu ve yorulma özelliklerine sahiptir. Ayrıca, havacılık uygulamaları için daha yüksek hasar toleransı ve daha uzun süreli dayanıklılığa sahip olduklarından tercih sebebidirler. Bu çalışmada, havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan Al (2024) alaşımının zamanla maruz kaldığı çeşitli koşullar sonucu alaşımda meydana gelen korozyon için Na2CrO4, CeCl3, SrCrO4, C7H5NaO2 inhibitörlerinin oluşturduğu etkiler fonksiyonel yoğunluk teorisi (Density Functional Theory-DFT) yöntemiyle teorik olarak incelenmiştir. Elektronik yapı hesaplamaları ve görüntüleme işlemleri Gaussian 09 programının yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Bu hesaplamalar, bileşiklerin nötr halleri ve korozif bir ortam sağlayan NaCl içeren durumları için gaz ve sulu fazlarda ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon işlemi B3LYP fonksiyoneli ve SDD baz seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elektronik yapının anlaşılabilmesi için EHOMO, ELUMO, ΔE, dipol moment (μ), elektronegativite (χ), küresel sertlik (𝜂), elektrofilisite endeksi (ω) gibi kuantum kimyasal parametreler hesaplanmıştır. Ayrıca bu tez çalışmasında atıfta bulunulan korozyon hızı ve polarizasyon direncini (Rp) içeren deneysel veriler, 0.1 M NaCl ortamında korozyona uğrayan Al (2024) alaşımının incelendiği önceki bir deneysel çalışmaya aittir. Teorik hesaplamalar ve deneysel sonuçlar karşılaştırıldığında, bileşiklerin nötr halleri için inhibisyon özellikleri ile elektronik yapı parametreleri arasında doğrudan bir korelasyon olmadığı, ancak bir NaCl bileşiği varlığında, deneysel sonuçlara göre en iyi inhibitör olan Na2CrO4 için elde edilen teorik verilerin EHOMO ve ΔE parametreleriyle yakından ilişkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Nişasta konsolidasyon döküm yöntemi ile atık yumurta kabuğu kullanılarak gözenekli kalsiyum silikat üretimi
Tez çalışması kapsamında atık tavuk yumurta kabuğu ve silika kullanılarak nişasta konsolidasyon tekniği ile kalsiyum silikat esaslı biyoseramik malzemelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Yumurta kabuğundan biyoseramik sentezi sürecinde bileşimde kulllanılan silika miktarının ve sisteme kaolen takviyesinin elde edilen faz bileşimi üzerine etkisi incelenmiştir. Sinterleme çalışmaları 3°C/dakika sinterleme hızı uygulanarak, 11001300°C aralığında ve 2 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Sinterleme öncesi ve sonrası boyut (çap ve kalınlık) ölçümleri yapılarak % sinterleme çekmeleri hesaplanmıştır. Üretilen numunelerin x-ışını kırınım yöntemiyle faz bileşimi, taramalı elektron mikroskobuyla içyapı özellikleri ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi ile kimyasal yapıları incelenmiştir. Tasarlanan bileşim ve sinterleme süresine bağlı olarak yapıda farklı fazların oluştuğu belirlenmiştir. Faz analizi sonuçları incelendiğinde her bir tasarımda kalsiyum silikat veya larnite fazlarının oluştuğu ancak koşullara ve bileşime bağlı olarak wollastonit gibi farklı fazların da yapıda oluşabildiği belirlenmiştir. Tasarlanan stokiyometrik dikalsiyum silikat bileşimindeki numunelerin 1250°C sıcaklıkta 2 saat süre ile sinterlenmesi sonucu yapıda sadece dikalsiyum silikat fazının oluştuğu tespit edilmiştir.
Metal katkılı bifazik kalsiyum fosfat/kitosan esaslı doku iskelelerinin üretimi ve karakterizasyonu
Kemik, kendini yenileyebilme özelliğine sahip dinamik ve kompozit bir yapıdır. Fakat kemik kayıp oranlarının yüksek olduğu bazı durumlarda kemiğin sahip olduğu bu özellik yetersiz kalabilir. Bu tür olumsuz durumların üstesinden gelebilmek için geleneksel tedavi yöntemlerin yanı sıra yeni bir yaklaşım olan doku mühendisliği uygulamalarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte doku mühendisliğindeki dikkat çekici gelişmeler, dokuya özgü hücre kültürü faaliyetlerini destekleyen iskelelerin üretimi için biyouyumlu ve gerekli özellikleri taşıyan yeni malzemelerin kullanılmasını ve geliştirilmesini gerekli kılmıştır. Bu tez çalışmasının amacı doku mühendisliği yaklaşımıyla kemik doku oluşumunu sağlayacak optimum gözenekliliğe, mekanik özelliklere ve biyoaktiviteye sahip doku iskelelerinin üretimi ve karakterizasyonudur. Tez çalışması kapsamında dondurarak kurutma yöntemiyle metal katkılı bifazik kalsiyum fosfat (BCP)/kitosan esaslı doku iskelelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Metal katkıları olarak insan vücudunda eser miktarlarda olmalarına rağmen, kemik doku metabolizmasında etkili olan Lantan (La) ve Samaryum (Sm) seçilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında katkısız BCP, La katkılı BCP ve Sm katkılı BCP tozları, sol-jel ve ardından 1200° C'de 3 saat ısıl işleme tabii tutulan prosesleri içeren yöntemle sentezlenmiştir. Sentezlenen tüm tozların kimyasal yapısı, fourier transform kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD), enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDS) analizleri ile doğrulanmıştır. İkinci aşamada, sentezlenen kompozit yapıdaki tozların kitosana katılarak dondurarak kurutma yöntemiyle doku iskelelerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen tüm kompozit doku iskelelerinin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) vasıtasıyla incelenmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması kapsamında doku iskelelerinin gözenek yapıları (boyut, şekil, birbirleri ile bağlantılı olma gibi), bozunma davranışları, şişme çalışmaları ve mekanik özellikleri incelenmiş ve bu özellikleri birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre doku iskelelerinin gözenek yapılarının, görülen sınırlar içinde olduğu gözlenmiştir. La ve Sm katkısı doku iskelelerinin mekanik özelliklerini iyileştirmiştir. Doku iskelelerinin biyoaktivite özelliklerini belirlemek amacıyla belirlenen sürelerde yapay vücut sıvısı (SBF) içerisinde bekletilmiştir. Yüzey karakterizasyonları ve biyoaktivite analizleri XRD, SEM ve EDS analizi kullanılarak yapılmıştır. Sonuçlar La ve Sm ilavesinin biyoaktivite özelliklerini olumlu yönde arttırdığını doğrulamıştır.
3 boyutlu yazıcılar ile üretilen maçalara motor bloklarının dökümünde optimum proses ve tasarım parametrelerinin belirlenmesi
3B (3 boyutlu) yazıcılar günümüzde birçok sektörde olduğu gibi döküm sektöründe de kullanılmaya başlanmıştır. Bu teknoloji döküm sektöründe özellikle maçaların üretilmesinde kullanılmaktadır. 3B yazıcılar çok karmaşık geometriye sahip olan maçaların, maça sandığı olmadan üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında ilk olarak 3 boyutlu yazıcıda üretilen maçalar ile motor blok dökümünde optimum proses ve tasarım parametrelenin belirlenmesi için simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bilgisayar destekli 3B tasarım programlarında maçaların tasarım çalışmaları yapılmıştır. 3B yazıcılarda üretilen maçaların montajları yapılarak, simülasyon çalışmalarında belirlenen optimum proses parametreleri ile motor blokları dökülmüştür. Eş zamanlı olarak geleneksel döküm yöntemi olan yaş kum kalıba da motor bloğu dökümü gerçekleştirilmiştir. Maçalara dökülen bu motor blokları ile geleneksel yöntem ile dökülen motor blokları bu çalışmada detaylı bir şekilde karşılaştırılmıştır. Motor bloklarının farklı bölglerinden mikroyapı, çekme testi, çentik darbe testi, sertlik ve aşınma numuneleri alınmıştır. Mikroyapı incelermelerinde garfit yapıları ve perlit oranları incelenmiştir. Mekanik testlerde kopma mukavemeti, çentik darbe enerjisi ve sertlik sonuçları değerlendirilmiştir. Her iki yöntem için de aşınma testi sonuçları incelenmiştir. Elde edilen bulgular ışığında, her iki kalıpta üretilen motor blokları da %99 perlitik yapıya sahiptir. Reçineli kum kalıba dökülen motor bloklarından alınan numunlerin kopma mukavemetleri ve sertlik değerleri yaş kum kalıpta üretilen motor bloklarından alınan numunelere göre daha yüksektir. Yaş kum kalıpta üretilen motor bloklarından alınan numunelerin darbe enerjisi reçineli kum kalıpta üretilen motor bloklarından alınan numunelerin darbe enerjisine göre daha yüksektir. X-ray incelemelerinde her iki farklı kalıp türünde üretilen motor bloklarının iç sağlamlığı değerlendirilmiş ve her ikisin de de döküm hatasına rastlanmamıştır.
AlSi12(Fe) yüksek basınçlı döküm alaşımında SR ilavelerinin alaşımın mikroyapısı ve mekanik özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Alüminyum ve alaşımları, özellikle otomotiv sektörünün ağırlık azaltma ve mukavemetten ödün vermeyecek şekilde hedeflerini karşılayacak kritik uygulamalarında kullanımı günden güne yaygınlaşan mühendislik malzemelerinden birisi haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında; yüksek basınçlı döküm yöntemi kullanılarak üretilen AlSi12(Fe) alaşımına Sr modifikasyonu yapılarak, Sr miktarının alaşımın mekanik ve mikroyapısal karakteristiği üzerine etkisi incelenmiştir. Döküm denemeleri ile birlikte enjeksiyon presinde kullanılan parametreler ile aynı olacak şekilde, MagmaSoft ve Click2Cast yazılımları ile kalıp dolum ve katılaşma analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu sayede sahada elde edilen veriler ile simülasyon programlarından elde edilen veriler doğrudan karşılaştırılabilmiştir. Çalışma kapsamında 0 ppm, 20 ppm, 40 ppm, 80 ppm ve 160 ppm olacak şekilde toplamda beş farklı Sr parametresi için beş ayrı döküm yapılmıştır. Döküm çalışmaları ile birlikte eş zamanlı olarak RPT numunelerinin elde edilmesi ve numunelerin karakterize edilmesiyle alaşımın artan Sr miktarına bağlı olarak metal kalitesi belirlenmiştir. Metal kalitesinin belirlenmesi için RPT numuneleri metalografik hazırlık işlemlerine tabi tutulmuştur. Hazırlanan numunelerin, bilgisayar ortamında yüzey analizleri gerçekleştirildikten sonra metal kalitesi belirlenmiştir. Yüzey analizi için kesim işlemi öncesinde RPT numuneleri, çentik darbe testi için numune hazırlık işlemi öncesinde lama çekme çubuğu ve çekme testi öncesi silindirik çekme çubuğu numuneleri için tahribatsız muayene yöntemlerinden biri olan X-Ray radyografi yöntemi kullanılarak numunelerin porozite incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Mekanik karakterizasyon çalışmaları kapsamında; numunelerin sertlik ölçümleri, çentik darbe testleri ve silindirik çekme çubuğu için çekme testleri gerçekleştirilerek artan Sr miktarının, AlSi12(Fe) alaşımın mekanik özellikleri üzerine etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Artan Sr miktarına bağlı olarak silis morfolojisinde meydana gelecek değişiminin gözlemlenebilmesi için mikroyapısal analiz yapılmıştır. Artan Sr miktarına bağlı olarak mikroyapıda oluşan intermetalikler için SEM görüntülemesi gerçekleştirilerek ilgili fazlara noktasal, çizgisel ve alansal EDS analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, yüksek basınçlı döküm yöntemi ile üretilen AlSi12(Fe) alaşımı özelinde artan Sr miktarına bağlı olarak alaşımın hem mikroyapısal hem de mekanik özelliklerinin olumlu yönde etkilendiği görülmüştür. Artan Sr miktarı ile birlikte AlSi12(Fe) alaşımının akma mukavemetinde, çekme mukavemetinde ve % uzama değerinde belirgin bir iyileşme tespit edilmiştir. Yapılan çentik darbe testinin sonuçlarına göre Sr miktarının artması ile alaşımın enerji sönümleme yeteneği iyileştirilmiştir. 160 ppm Sr kullanımı ile AlSi12(Fe) alaşımının süneklik özelliği belirgin bir şekilde geliştirildiği sonucuna varılmıştır.
Peroksit vulkanizasyon sistemli etilen propilen dien kauçuk karışımlarının reolojik ve mekanik özelliklerini etkileyen faktörlerin incelenmesi
Kauçuk malzemeler başta otomotiv sektörü olmak üzere havacılık, inşaat, elektronik, tekstil, beyaz eşya ve makinaların imalatında, tarım, giyim ve sağlık sektörü gibi geniş kullanım alanına sahip, yaşamımızın her alınanda kullanılan önemli bir mühendislik malzemeleridir. Kauçuklar sahip oldukları yüksek esneklikleri, yüksek dayanımları, iyi dinamik özellikleri, yırtılmaya ve aşınmaya karşı dirençleri, hafif olmaları, kolay işlenilebilmeleri, düşük deformasyon ve yayılmaya özellikleri sayesinde sanayinin her alanında kullanılma imkan sağlamaktadır. Etilen propilen dien kauçuğu düşük yoğunluğu, ısı, oksijen, ozon ve hava şartlarına karşı yüksek dayanımı, düşük sıcaklıklardaki çok iyi elastik özellikleri, yüksek dolgu ve yağ alabilmeleri kapasitesi ile ekonomik karışımların hazırlanmasına olanak sağlamaları sayesinde yaygın olarak kullanılan sentetik bir kauçuk türüdür. EPDM kauçukları ile oluşturulan karışımlarda kullanılan ham kauçuğun özellikleri, dolgu maddeleri ve kimyasal maddeler nihai ürünlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesinde baskın rol oynamaktadır. Bu tez çalışması kapsamında EPDM ham kauçuklarının sahip olduğu dien miktarı ile vulkanizasyon prosesinde etkili olan peroksit ve koajan miktarının EPDM kauçukların mekanik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Farklı formülasyonlara sahip EPDM kauçuk karışımları hazırlanmış ve öncelikle reolojik özellikleri incelenmiştir. Sonrasında hazırlanan kauçuk karışımları laboratuvar ölçekli kompresyon pres de 185 ℃'de 15 dakika boyunca vulkanize edilerek test plakaları hazırlanmıştır. Hazırlanan test plakaları üzerinden sertlik, çekme, yırtılma dayanımı ve kalıcı deformasyon testleri yapılmıştır. Kauçuk karışımlarındaki dien oranının, peroksit ve koajan miktarının mekanik özellikler üzerine etkileri karşılaştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Kauçuk, EPDM, Dien, Koajan, Peroksit, Mekanik özellikler.
Grafen takviyeli nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Kompozit malzemeler, iki veya daha fazla malzemenin sistematik bir şekilde birleşmesi ile tasarlanan malzeme grubudur. Polimer sistemler ise, üretimi kolay, hafif, uzun ömürlü, kısmen sünek doğası nedeniyle oldukça kullanılan malzemelerdir. Bu özelliklerine rağmen polimerler, metal ve seramiklere kıyasla düşük elastiklik modülü ve mukevemete sahiptirler. Polimer sistemlerde ise yaygın olarak kullanılan iki grup bulunmaktadır; termosetler ve termoplastikler. Epoksi, termosetler grubundan yapıştırıcı bir reçinedir. Epoksi, reçinenin kürlenmesi sonucunda oluşan ve epoksit fonksiyonel grubunun halk arasındaki adıdır. Epoksi, yüksek sertlik, kısmen yüksek sıcaklık direnci ve iyi kimyasal ve korozyon direnci ile kompozitler için oldukça faydalı bir matris malzemesi sayılmaktadır. Grafen (GNP), karbonun sp2 bağı yapan bir allotropudur. Aynı zamanda grafen, bal peteği kristal kafes yapısı içerisinde tek atom kalınlığında düzlemsel bir yüzey oluşturan bir malzemedir. Yüksek mukavemet, yüksek elastisite modülü ve yüksek yüzey alanı gibi özellikler, grafeni en ilgi çekici takviye malzemesi konumuna getirmektedir. Elektrik ark deşarj metoduyla, grafitten elde edilen grafenin saflığı diğer birçok yönteme göre oldukça yüksektir. Prosesin temeli direkt elektrik akımına dayanmaktadır. Oluşan nanoparçacıklar fiziksel olarak biriktirme yolu ile toplanmaktadır. Diğer metotlara kıyasla; ark deşarj metodu, düşük maliyetli üretim ve herhangi kataliz kullanımı olmadan üretme imkanı gibi avantajları bulunmaktadır. Ancak, grafenin en ciddi dezavantajı ise aglomerasyondur. Bu durum uygulanacak matrisin, istenilen özelliklerine yeterince katkı sağlamayabilmektedir. Bu dezavantajı ortadan kaldırmanın en mümkün yolu ise yüzey aktif maddesi ile fonksiyonelleştirilmesidir. Elektrik ark deşarj metodu ile üretilen grafen, Triton X-100 (TX-100) ile beraber saf suda dağıtılarak fonksiyonel hale getirilmiştir. Yine 0,1 gram grafen 100 ml su içerisinde fonksiyonel hale getirilmiştir. 0,1 gram grafen, 0,15 gram TX-100 karışımını 100 ml saf suda başarılı bir şekilde dağıtmak için 1 saat kadar süreyle sonikasyon yapılmıştır. Sonikasyonun ardından 12 saat boyunca karışım, manyetik karıştırıcıda 65°C sıcaklıkta karıştırılmıştır. Ardından filtreleme ve kurutma işlemleri uygulanmıştır. Üç merdaneli haddeleme birbirine zıt yönlerde ve farklı hızlarda dönen üç merdane kullanılarak, malzeme üzerinde kayma gerilmesi oluşturma prensibi ile çalışır. Bu çalışmada grafenin topaklanmasını önlemek amacıyla üç merdaneli haddeleme yöntemi kullanılmıştır. TX-100 / GNP için yapılan TGA analizlerinde 200-400oC sıcaklıklarda önemli bir kütle kaybı bulunabilmektedir. Bu da POPE (polioksietilen oktil fenil eter) moleküllerinin tabakaya başarıyla yapıştığını ortaya koymaktadır. Ayrıca, TX-100 / GNP termal stabilitesi (Grafen oksite (GO) oranla) bozulmamış grafen kadar iyidir. Saflığı ise, 1,22 olarak bulunmuştur. Katman sayısı ise, 5 ile 7 değerleri arasında çıkmaktadır. Fonksiyonel grafenin Raman değerleri ise, 0,9 olarak hesaplanırken; katman sayısı da 10 ile 13 değerleri arasında bulunmaktadır. Basma testi verilerine göre basma mukavemetinin GNP takviyesi ile düşüş gösterdiği ancak TX-100 / GNP takviyesi sonucu saf epoksiye oranla % 5.56 artış gözlemlenmiştir. TX-100 / GNP / Epoksi nanokompozitinin elastik modülü ise saf epoksiye oranla %18,21 ve GNP / Epoksi nanokompozitine oranla %1,9 daha yüksek çıkmıştır. GNP / epoksi nanokompozitin akma dayanımı, saf epoksiye göre %14,30 artış gösterirken TX-100 / GNP / Epoksi nanokompozitin akma dayanımı, saf epoksiye %103 oranında artış ile daha yüksek çıkmıştır. Ağırlık düşürme darbe deneyi sonucunda fonksiyonel hale getirilmiş GNP takviyeli nanokompozitin darbeye karşı kuvvet direnci, GNP takviyeli nanokompozit haline ve saf epoksiye göre neredeyse 2 kat artış göstermektedir. Bununla birlikte, darbe enerjisi ve absorplanan enerji miktarı yine fonksiyonelleştirilmiş GNP takviyeli epoksi nanokompozitin, saf epoksiye ve GNP takviyeli nanokompozite oranla 2 kat daha yüksek olduğu söylenebilmektedir.
Vermiküler grafitli dökme demir ile üretilen motor blokların özelliklerini etkileyen faktörlerin alternatif dökme demirler ile karşılaştırmalı analizi
Dökme demirler ailesinin yeni üyesi olan vermiküler grafitli dökme demirler başta otomotiv sanayi olmak üzere son yıllarda artan tonajlarda kullanılmaktadır. Bu dökme demir tipi mühendislik özellikleri olarak gri dökme demirler ile sfero dökme demirler arasında yer almakta olup her iki dökme demir tipinin iyi mühendislik özelliklerini tek bir malzemede toplamaktadır. Otomotiv sanayinde başta motor blok ve kafalar olmak üzere birçok döküm parçanın imalatında kullanılmaktadır. Bu çalışmada vermiküler grafitli dökme demirler ile üretilmiş motor blokların özelliklerini etkileyen faktörlerin alternatif dökme demirler ile karşılaştırması yapılmıstır. Farklı analiz ve mikroyapıya sahip gri ve sfero dökme demirlerden motor bloklar dökülerek, bu motor bloklardan mekanik testler, ses hızı ölçümleri, mikroyapı incelemeleri ve iç sağlamlık kontrolleri yapılmıştır. Mekanik testlerde kopma ve akma mukavemeti, %uzama değeri ve sertlik sonuçları değerlendirilmiştir. Mikroyapı incelemesinde ise %küresellik ve matrikste %ferrit, perlit oranları incelenmiştir. Deneysel çalışma sonuçlarına göre vermiküler grafitli dökme demirden üretilen parçaların malzeme özelliklerinin gri ve sfero döküm özelliklerinin arasında olduğu tespit edilmiştir. Vermiküler grafitli dökme demirlerin mukavemet özelliklerinin gri dökümlere kıyasla oldukça yüksek olduğu görülmüştür. Gevrek olan gri döküme kıyasla nispeten sünek olmakla birlikte sferoya göre süneklik miktarı nispeten düşüktür. Vermiküler grafitli dökme demirlerde %küresellik değeri arttıkça mukavemet ve %uzama değerlerinin de arttığı ve diğer malzeme özelliklerinin de sfero dökme demire doğru yaklaştığı görülmüştür. İç sağlamlık için yapılan X-ray kontrollerinde ise hem sayıca hem de boyut olarak en düşük süreksizliğe sahip parçaların gri dökme demir malzeme ile dökülen, adet ve boyutsal olarak en fazla süreksizliğe sahip motor bloğun ise sfero dökme demir ile dökülen parca oldugu tespit edilmiştir. Vermiküler grafitli motor bloğun iç süreksizlik seviyesi ise diğer malzeme özelliklerinde olduğu üzere gri döküm ile sfero döküm arasında olduğu görülmüştür.
Çelik kompozisyonunun katılaşma davranışı ve ingot kalıp tasarımındaki etkisi
Bu çalışmada ingot kalıp tasarımının ingot katılaşma davranışı üzerindeki etkisi sonlu elemanlar yöntemiyle simüle edilerek incelenmiş ve deneysel olarak yapılan döküm sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca farklı çelik kalitelerinin ingot kalıp tasarımındaki etkisi incelenmeye çalışılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemini kullanan MAGMASoft katılaşma simülasyon programına üretimde kullandığımız parametrelerin benzerini girerek simülasyon gerçekleştirilmiştir. 4 farklı ingot kalıp geometrisinin simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Bulunan en kötü ve en iyi kalıp geometrisi seçilerek 100 kg kapasiteli laboratuvar tipi vakum indüksiyon ocağında (VIM) farklı kimyasal kompozisyonlara sahip çeliklerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarında çeliğin katılaşması sırasında oluşabilecek iç yapı hatalarını tahmin edebilecek değerler incelenmiştir. Porozite ve mikroporozite yüzde olarak belirlenirken, katılaşma davranışı sıcaklık gradyanı ve soğuma hızına bağlı parametreler olan Niyama ve Hot Spot FS Time değerleri ile kantifiye edilmeye çalışılmıştır. Yapılan simülasyon çalışmaları yuvarlak kalıp geometrisinden kare kalıp geometrisine gidildiğinde ve kalıbın eğim açısı arttırıldığında porozite ve mikroporozite miktarlarının düştüğünü ve daha az hata barındırma ihtimali olan bir katılaşma yapısı oluştuğunu göstermiştir. Dökümü gerçekleştirilen 2 farklı ingot kesitinde yapılan incelemeler simülasyon sonuçları ile fiziksel sonuçların örtüştüğünü göstermiştir. Yüksek alaşımlı çelik kalitelerinde porozite oranı daha yüksek olduğu görülmüştür.
Yerli grafen nano plakalarla takviye edilmiş Al-Cu esaslı alaşım matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi, ısıl işlemi ve karakterizasyonu
Alüminyum ve alaşımlarının otomotiv, havacılık ve savunma sanayinde özellikle ileri malzeme özelliklerine ihtiyaç duyulan alanlardaki kullanımları düşük mukavemet ve dayanımları nedeniyle sınırlanmaktadır. Birçok mühendislik uygulamasında hafif ve aynı zamanda yüksek dayanımlı malzemelerin kullanımı öne çıkmaktadır. Bazı özel Al alaşımlarının hafif ve yüksek dayanımlı olmaları sayesinde zırh malzemesi olarak kullanımını gösteren önemli çalışmalar mevcuttur ve bu özeliklerinin geliştirilmesi üzerinde yoğun araştırmalar devam etmektedir. Al alaşım esaslı kompozit malzemeler bu ihtiyaçlara yönelik olarak daha üstün özelliklere sahip malzemelerin üretimine imkân sağlamaktadır. Toz metalurjisi süreçlerinde yüksek enerjili öğütücülerde mekanik alaşımlama ile nano boyutlarda Al alaşım tozları ve takiben çok ince taneli kompozit yapılar elde edilebilmektedir. Mekanik alaşımlama döküm gibi geleneksel alaşımlama metotlarına kıyasla çok ince taneli alaşımların elde edilmesi, kristal kafes içerisinde alaşım elementlerinin çözünürlüğünün arttırılması ile aşırı doymuş katı çözeltilerin elde edilebilmesi ve metastabil intermetalik bileşiklerin oluşturulması yoluyla mukavemetin attırılabilmesi gibi önemli avantajlar sağlamaktadır. Bunlara ek olarak, kompozit malzemelerin üretiminde karşılaşılan takviye elemanlarının kompozit matris içerisinde homojen olarak dağıtılmaması ve aglomerasyon gibi sorunların önüne geçilebilmesi için en etkili yöntemlerden biri mekanik alaşımlamadır. Son yıllarda nano partikül boyutuna sahip, çok ince katmanlı ve birim ağırlık başına en güçlü malzemelerden biri olan grafen, Al esaslı kompozitler için önemli bir takviye malzemesi olma potansiyeline sahiptir. Karbon esaslı takviye elemanları içerisinde grafenin kırışık yüzey yapısı sayesinde karbon nanotüplere kıyasla matris içerisinde dağılımının daha yüksek olduğu ve matrise daha iyi tutunarak yüksek mekanik özelliklerini yapıya transfer edebildiği literatürde belirtilmektedir. Ancak, toz metalurjisi yöntemleri ile grafenin Al matrisli kompozitler içerisindeki kullanımı henüz tüm yönleriyle araştırılmış değildir. Tez kapsamında, laboratuvarlarımızda orijinal dizayn edilmiş elektrik ark reaktöründe yerli olarak üretilen grafen nano plakalar ile takviye edilmiş Al-Cu alaşım esaslı kompozitler toz metalurjisi yöntemleri ile üretilmiş ve bu alaşımların mikroyapısal, mekanik, tribolojik ve korozyon özellikleri incelenmiştir. Al-5,5Cu esaslı alaşımların ve grafen takviyeli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemleri ile elementel tozlardan başlayarak hazırlanmasına ve toz/sinter ürün özelliklerinin detaylı incelenmesine dayanan bu tez, seçilen alaşım bileşimleri ve bu alaşımların grafen takviyeli kompozitlerinin hazırlanması üzerinde literatürdeki ilk çalışmaları ortaya koymaktadır. Tez çalışması aşamasında takviye malzemesi olarak kullanılan grafen nano plakalar kendi laboratuvarlarımızda elektrik ark yöntemi ile önceden optimize edilmiş koşullarda yüksek saflık ve kalitede, nano boyutlarda, birkaç-tabakalı olarak sentezlenmiştir. Üretilen grafen nano plakalar, mekanik alaşımla ile sentezlenen Al-ağ.%5,5Cu, esaslı 3 farklı bileşime sahip alaşımlara ağ. %5'e kadar grafen ile takviye edilerek ince taneli kompozitler üretilmiştir. Mekanik alaşımlanmış tozların preslenmesi ve basınçsız sinterlenmesi ile Al-5,5Cu esaslı alaşımlar ve grafen takviyeli edilmiş farklı matris bileşimine sahip kompozitler üretilmiştir. Ayrıca seçilen bir grup numuneye T6 ısıl işlem prosesi uygulanmıştır. Çözeltiye alınan numunelere su verilip yapay olarak yaşlandırılmıştır.Sinterlenen numuneler sırasıyla 3 saat 500◦C ve 20 saat 170◦C bekletilmiştir. Üretilen tozların ve sinterlenmiş ürünlerin karakterizasyon çalışmaları fiziksel ( X-ışını difraktometresi (XRD; latis gerilimi-kristalit boyutları saptama)), bileşimsel (XRD, taramalı elektron mikroskobu (SEM)), mikroyapısal (optik mikroskop, SEM,) ve korozyon, mekanik (çekme ve basma) ve tribolojik (aşınma) testler ile gerçekleştirilmiştir. Al-5,5Cu esaslı alaşım tozları için yapılan XRD analizinde, herhangi bir metalik faza veya mekanik alaşımlama prosesinden kaynaklı bie empüriteye rastlanmamıştır. Artan mekanik alaşımlama süresi ve GNP miktarı ile mekanik alaşımlanmış tozların ortalama kristalit boyutu değerlerinin azalma ve latis gerilimi değerlerinde ise artış görülmüştür.SEM görüntülerinde ise mekanik alaşımla öncesi köşeli, küresel veya elips şekilde olan partiküllerin yassılaştığı gözlemlenmiştir. Al-5,5Cu esaslı alaşım tozlarının sinterlenmesiyle elde edilen farklı bileşimlerdeki tüm kompozitlerin XRD analizlerinde toz numunelerden farklı olarak Al2Cu faz oluşumu gözlenmiştir. Sertlik ölçümleri sonrasında elde edilen verilere göre mekanik alaşımlama sürelerinin artışıyla sertlik değerleri artmaktadır. Grafen miktarının artışıyla ölçülen sertlik değeri %1 GNP katkısına kadar artarken %2 ve %5 GNP katklılı numunelerde azalmaktadır. Basma sonuçları da sertlik sonuçlarıyla benzer şekilde alınmıştır. %1 GNP katkılı numulere uygulanan çekme testinde mekanik alaşımlamanın çekme mukavemetinde olumlu etkisi gözlemlenmiştir. Aşınma testi sonuçlarına göre numunelerde artan grafen miktarı ile birlikte aşınma oranlarının azaldığı, fakat ağ.%5 grafen içeren numunelerin aşınma oranının farklılık gösterdiği görülmektedir. Burada ilave edilen grafen fazının yağlayıcı etki yaratarak aşınma miktarını azalttığı düşünülmektedir. Grafen ilavesi ile birlikte genel olarak kompozitlerin korozyon dirençlerinin bir miktar azaldığı anlaşılmaktadır Buna göre, grafen takviyesinin korozyon hızında ağ. %5'e kadar çok belirgin bir değişim yapmadığı ancak ağ.%5 grafen içeriğine sahip numunede korozyon hızının önemli ölçüde arttığı görülmektedir. Al-5,5Cu-0,5Mn-0,3Mg-xGNP numunelerine uygulanan T6 ısıl işlemi sonrasında, yapılarında bulunan ve dayanımı artıran Cu ve Mg bileşenlerinin kararlı çökeltiler haline gelmesiyle sertlik ve basma mukavemetlerinde artış meydana gelmiştir.
Makine imalat sanayi için düşük karbonlu beynitik çelikalaşım ve proses tasarımı
Bu çalışmada uzun yarı mamul üretiminde üretim maliyeti yüksek ıslah çeliklerinin yerine alternatif olarak kullanılabilecek ve üretim maliyeti daha düşük yeni bir beynitik çelik alaşımın, alaşım ve proses tasarımı yapılmıştır. Makine imalat endüstrisinin kullanımına yönelik olarak tasarlanan yeni beynitik çelik alaşımın mekanik özelliklerinin ve kaynaklanabilirlik özelliğinin ıslah çeliklerine göre aynı veya daha yüksek performans göstermesi hedeflenmiştir. Bu çalışmada 42CrMo4+QT çelik alaşımının mekanik özellikleri referans olarak alınmıştır. Malzeme modelleme simülasyonlarında kullanılan JMatPro – Hesaplamalı Malzeme Mühendisliği programı desteği ile malzemenin metalürjik özellkleri hesaplanmış, kaynaklanabilirlik ve rekristalizasyon sıcaklığı hesaplamaları yapılmış ve elde edilen sonuçlara göre öngörülen çelik alaşımların laboratuvar ölçekli üretimi gerçekleştirilmiştir. Pilot ölçekli üretim sonrası laboratuvarda gerçekleştirilen mikroyapı ve mekanik karakterizasyon çalışmaları ile de final alaşım olan yeni bir düşük karbonlu beynitik (DKB) çelik alaşımı geliştirilmiştir. Teorik hesaplamalar ile elde edilen alaşımlar (2 alaşım) ile mangan ve krom oranları farklı ilave 2 alaşımın (toplam 4 alaşım) 100 kg kapasiteli vakum indüksiyon ergitme ocağında (VIM) ingot üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen ingotların şekillendirme işlemi standart haddeleme prosesi (SHP) ve termomekanik haddeleme prosesi (TMHP) parametrelerine göre şahmerdanda uygulanan deformasyon ile gerçekleştirilmiştir. İngotlar şahmerdanda östenit rekristalizasyon sıcaklığının üzerinde (SHP: Tdef > TNR) ve altında (TMHP: Tdef < TNR) 30 mm çapa dövülmüştür. SHP ve TMHP uygulamalı olarak dövülen parçalardan çıkarılan mekanik test numunelerine oda sıcaklığında çekme testi ve -40°C, -20°C, 0°C ve oda sıcaklığında Charpy çentik darbe testi uygulanmıştır. Optik mikroskop (OM) ile malzemelerin faz yapıları tayin edilirken taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile de faz yapıları daha detaylı incelenmiştir. Ayrıca beynitik ferrit plakaları ve sementit fazı (Fe3C) kalınlıkları ölçülerek TMHP prosesi ile hedeflenen ince beynit yapısının oluşumu incelenmiştir. 42CrMo4+QT (16-40 mm çap aralığı) referans mekanik özellikleri en iyi sağlayan kompozisyon nihai alaşım olarak belirlenmiştir. Elektron geri saçılım kırınımı (EBSD) tekniği ile nihai çelik alaşımda TMHP'nin mikroyapı, tane yönlenmesi ve tane boyut dağılımına olan etkisi incelenmiştir. Teorik hesaplamalar ve pilot öçekli üretim sonrasında nihai alaşımın kimyasal kompozisyonu '0,1C-3Mn-0,2Cr-1Si + Mikroalaşım elementleri (MAE)' olarak belirlenmiştir. Mekanik değerleri SHP koşulunda; Akma mukavemeti (Rp0,2) 785 MPa, çekme mukavemeti (Rm) 1095 MPa ve uzama (%A) 7,2 olarak belirlenmiştir. TMHP koşulunda ise Rp0,2 879 MPa, Rm 1215 MPa ve %A 9,5 olarak gerçekleşmiştir. Charpy çentik darbe test sonuçları, -40°C, -20°C, 0°C ve oda sıcaklığında sırasıyla SHP koşulunda 18 J, 27 J, 30 J ve 45 J, TMHP koşulunda ise 37 J, 39 J, 39 J ve 46 J olarak ölçülmüştür. Mikroyapı incelemeleri sonrasında yapının ince yapılı alt beynit ve granülar beynit karışımı ile bir miktar martenzitten oluştuğu görülmüştür. Sonuç olarak, ıslah çelikleri yerine kullanılabilecek, 42CrMo4+QT mekanik özelliklerini karşılayan, alaşım elementleri bakımından daha düşük maliyetli, ilave bir ısıl işlem gerektirmeyen ve proses süresi daha kısa olan ekonomik yeni bir beynitik çelik alaşımın tasarımı yapılmıştır.
Polimer esaslı kompozit malzemelerin eklemeli imalat ile üretilerek özelliklerinin geliştirilmesi
Yüksek mukavemet, yüksek darbe dayanımı ve düşük yoğunluğun önem arz ettiği günümüz mühendislik malzemelerinde sandviç kompozit yapılar oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Gelişen üç boyutlu yazıcı teknolojisi özellikle karmaşık şekilli mühendislik malzemelerinin üretiminde zor ve uzun proses basamaklarına sahip geleneksel üretim yöntemlerinin yerini almaya başlamışlardır. Yapılan bu tez çalışmasında ticari akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve ticari polikarbornat akrilonitril bütadien stiren alev geciktirici (PC/ABS) filamentleri ile düz plaka numuneler FDM yazıcıda basılmış olup mekanik özellikleri incelenmiştir. Elde edilen çekme testi sonucuna göre ABS ve PC/ABS malzemelerine ait maksimum gerilmenin sırasıyla 27,79 MPa ve 29,09 MPa olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Darbe testi sonuçlarına göre ABS ve PC/ABS malzemelerine ait absorbe edilen enerji sırasıyla % 17,69 ve %32,70 olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Elde edilen verilere göre kompozit yapının darbe dayanımının ve absorbe ettiği enerjinin daha yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ticari olarak temin edilen ABS ve PC/ABS filamentlerinin mekanik özelliklerine kıyasla elde edilen sandviç numunelerin mekanik özelliklerinin daha düşük olduğu sonucu elde edilmiş olup yazıcı parametrelerinin mekanik özelliklere etkisinin olacağı öngörülmüştür. Üç boyutlu yazıcıların kullanım alanlarının artmasıyla negatif Poisson oranına sahip malzemeler üzerine de çalışmalar arttığı bilinmektedir. Malzemelerin karakteristik özelliklerinin belirlenmesinde etken olan Poisson oranı genelde 0,3 civarındadır. Negatif Poisson oranına sahip öksetik yapıların pozitif Poisson oranına sahip malzemelere kıyasla daha yüksek enerji sönümleme gibi mekanik özelliklere sahip olduğu bilinmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında aynı zamanda ABS ve PC/ABS malzemelerden elde edilen geleneksel balpeteği çekirdek yapı sandviç kompozit yapı ile öksetik yapıya sahip çift ok kafa ve tetrachiral çekirdek geometrilerine sahip basma ve darbe test numuneleri FDM ile üretilerek mekanik özellikleri incelemeyi amaçlamıştır. Tetrakiral geometrik yapının hem ABS hem de PC/ABS kompozit sandviç numuneler için sırasıyla 3106,23 N ve 3312,70 N'luk maksimum kuvvete ulaştıkları görülmüştür.
Inconel 718 süper alaşımının vakum indüksiyon gaz atomizasyon (VIGA) ve lazer toz yataklı ergitme ile prosesi
Mevcut çalışma ile, vakum indüksiyonlu gaz atomizasyon (VIGA), seçici lazer ergitme (SLM) ve ısıl işlemin bir kombinasyonuyla üretilen Inconel 718 süper alaşım numunelerinin üretim prosesleri/mikroyapı/mekanik davranış özelliklerinin incelenmesiyle ilgilidir. Bu çalışma kapsamında fiziksel, kimyasal, mikro yapısal ve mekanik özellikleri karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM), Helyum piknometresi, partikül boyut dağılım analizörü, karbon-kükürt ve oksijen-azot-hidrojen analizi, indüktif eşleşmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES) karakterizasyonu, Arşimet yoğunluk ölçümü, optik mikroskop, Vickers sertlik ölçümü ve çekme testi yöntemleri kullanılmıştır. Yüksek sıcaklık uygulamalarındaki mukavemeti, yüksek korozyon direnci ve kaynaklanabilirliği dolayısıyla uzay ve havacılık endüstrisindeki yapısal bir malzeme olarak benimsenen ön alaşımlandırılmış Inconel 718 serisi süper alaşım ham maddesi kullanılarak VIGA ile eklemeli imalatın SLM teknolojisine uygun 20-45 µm partikül boyut dağılımına sahip lazer toz yataklı ergitme (LPBF) toz üretimi gerçekleştirilip sonrasında Inconel 718 tozuna fiziksel ve kimyasal karakterizasyon testleri yapılmıştır. Bu toz grubuyla yerli ENAVISION-250 metal eklemeli imalat SLM makinasıyla mekanik karakterizasyon yapmaya yönelik numuneler üretilmiştir. Üretilen numuneler ise imal edildiği gibi olan, çözeltiye alma yaşlandırma ve rekristalizasyon ısıl işlemleri uygulanmış numuneler olarak sınıflandırılmıştır. Aynı zamanda ısıl işlemin etkilerini gözlemlemek için mikroyapısal olarak incelemeler ile birlikte mekanik testler uygulanmıştır. Bu kapsamda, SLM ile numune üretiminde kullanılan değişken lazer gücü parametrelerinin her bir numune grubu özelindeki optimum parametre seti belirlenerek yerli Enavision-250 eklemeli imalat SLM makinası ile bir malzeme veri sayfası oluşturulması hedeflenmiştir. Belirli kimyasal kompozisyona sahip olarak temin edilen Inconel 718 ingotlarının atomizasyon sırasında ve/veya sonrasında potansiyel herhangi bir reaksiyon ya da kontaminasyon risklerine karşın kimyasal içeriğinde değişim olup olmadığını tespit etmek için karbon-kükürt, oksijen-azot-hidrojen ve ICP-OES ile kimyasal karakterizasyon analizleri yapılmıştır ve malzemenin herhangi bir kimyasal değişime uğramadığı tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, Inconel 718 tozunun SLM ile proses edilebilirliğindeki diğer önemli etkenler olan tozun morfoloji incelenmiş; toz gurubunun tamamen küresele yakın, nispeten uydusuz bir toz üretildiği anlaşılmıştır. Tozun yoğunluğu, teorik yoğunluğa yakın %99,6 seviyesinde ölçülmesiyle birlikte tozun akış/serilebilme kabiliyetinin göstergesi olan Hausner oranı 1,08 olarak hesaplanarak tozun mükemmel bir akış/serilebilme kabiliyeti gösterdiği tespit edilmiş ve sırasıyla SEM, Helyum piknometresi, sıkıştırılmış yoğunluk/görünür yoğunlukların ölçülmesiyle bu özellikler karakterize edilmiştir. VIGA ile atomize edilmiş Inconel 718 tozlarıyla imal edildiği gibi olan, argon atmosferinde çözeltiye alma-yaşlandırma ve rekristalizasyon ısıl işlemleri uygulanmış numunelere mikroyapısal ve mekanik olarak değerlendirmelerde bulunmakla birlikte nihayetinde optimum proses parametre setinin oluşturulmasına yönelik tekli lazer taraması (single-line), çekme testi numuneleri ve küp şeklindeki numunelerin SLM ile üretimleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, optik mikroskop görüntüleri ile tekli lazer taramasıyla ergiyik havuzu süreklilikleri değerlendirildiğinde en düzgün ve kesintisiz tarama performansı sergileyen lazer güçleri 350W ve 430W ile olduğu gözlenmiştir. Çekme testleri kapsamında en yüksek akma gerilmesine imal edildiği gibi olan numune gurubunda 370W ile, çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda 370W ile ve rekristalizasyon ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda ise 350W ile ulaşılmıştır. En yüksek çekme gerilmesine imal edildiği gibi olan numune gurubunda 390W ile, çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda 390W ile ve rekristalizasyon ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda ise 430W ile ulaşılmıştır. Çalışma kapsamında %uzama değerlerinde çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemli numunelerin uzama değerleri beklentinin altında olduğu ilgili ısıl işlem yöntemi ile özellikle tane sınırlarında yoğun δ fazı biriktiği optik mikroskop incelemeleri ile tespit edilmiştir ve δ fazının keskin uçlu morfolojisi dolayısıyla yüksek sıcaklıklarda çentik etkisi göstermesi, çatlak büyümesi ve ilerlemesini tetikleyici bir etken olduğu anlaşılmış En yüksek %uzama değerlerine imal edildiği gibi olan numune gurubunda 350W ile, çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda 390W ile ve rekristalizasyon ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda ise 430W ile ulaşılmıştır. Vickers sertlik ölçümü çerçevesinde ise en yüksek sertlik değerine imal edildiği gibi olan numune gurubunda 350W ile, çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda 350W ile ve rekristalizasyon ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda ise 370W ile ulaşılmıştır. Arşimet yoğunluk ölçümleri ile maksimum yoğunluk seviyesine imal edildiği gibi olan numune gurubunda 350W ile, çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda 390W ile ve rekristalizasyon ısıl işlemi uygulanmış numune gurubunda ise 370W ile ulaşılmıştır Elde edilen bu sonuçlar ile, yerli Enavision-250 metal eklemeli imalat SLM makinası ile LPBF Inconel 718 özelinde optimum proses parametreleri belirlenerek oluşturulması hedeflenen malzeme veri sayfasında değişken lazer güçleri ile imal edildiği gibi olan numuneler için optimum lazer gücü 350W, çözeltiye alma-yaşlandırma ısıl işlemli numuneler için 350W ve rekristalizasyon ısıl işlemli numune grubu için LPBF Inconel 718 parçalarının uygulama alanına göre talep edilen mekanik özelliklere göre parametre seti tercihi yapılabileceği sonucuna varılmıştır.
Grafen takviyeli alüminyum ve bakır esaslı yenilikçi malzemelerin toz metalurjisi ile üretiminin geliştirilmesi
Bu çalışmada, elektrik ark deşarj yöntemi (EAD) ile sentezlenen birkaç katmanlı grafenin (FLG), toz metalurjisi (T/M) yöntemi ile Al-Cu, Al-Zn ve Cu esaslı matrise takviye edilip, FLG takviyeli Al-Zn ve Cu esaslı kompozit ve Al-Cu ve Al-Zn esaslı fonksiyonel derecelendirilmiş yenilikçi malzemelerin üretimi, bu malzemelerin yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır.Bu amaç doğrultusunda, öncelikle grafenin birkaç katmanlı ve yüksek saflıkta EAD ile üretimi sağlanmıştır. Takviye malzemesi olarak kullanılan FLG, belirli oranlarda (ağ. %0-0,1-0,2-0,3-0,5-0,7) Al-Cu ve Al-Zn esaslı matrise mekanik alaşımlama (MA) yoluyla ilave edilmiştir. Üretilen FLG takviyeli Al-Cu ve Al-Zn esaslı kompozit tozlar artan FLG içeriğine göre altı katman olacak şekilde tasarlanmış, tek eksenli pres yardımıyla istiflenerek sıkıştırılmış ve ardından sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Relatif yoğunlukları %96 ile %98 arasında değişen FLG takviyeli Al-Cu ve Al-Zn esaslı fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerin (FDM), artan FLG içeriğine göre, ilk katmandan son katmana doğru sertlik değerlerinde %50'ye varan oranlarda artış görülmüştür. Ayrıca, FLG içeriğinin yoğun olduğu bölgelerde, grafenin yağlayıcı etkisine bağlı olarak sürtünme katsayısında (COF) iyileşmeler tespit edilmiştir. FLG takviyeli Al-Cu ve Al-Zn esaslı FDM'lerin; optik mikroskop (OM), taramalı (SEM) ve geçirimli elektron (TEM) mikroskobuyla gerçekleştirilen mikroyapısal incelemelerinde ve X-ışını kırınım (XRD) analizlerinde tespit edilen Al4C3 fazının matris yapısında homojen dağılımı matristen yük aktarımı sağlayarak mekanik özelliklerde iyileşmeye sebep olduğu düşünülmüştür. Ayrıca, her katman boyunca artan sertlik değerlerinin, sünek faza takviye edilen FLG'nin dislokasyon yoğunluğunun ve tane boyutu küçültmesinin artmasına neden olduğu tespit edilmiştir.EAD ile sentezlenen FLG, belirli oranlarda (ağ.%0-0,5-1-2) Al-Zn esaslı matrislere harmanlanmış (as-blended) ve farklı sürelerde (2, 4 ve 8 sa) gerçekleştirilen MA yardımıyla takviye edilmiş ve bu tozlar tek eksenli pres yardımıyla sıkıştırılarak, sinterleme işlemine maruz bırakılmıştır. Relatif yoğunlukları öğütme sürelerine göre %88 ve %99 arasında değişen FLG takviyeli Al-Zn esaslı kompozitlerin, OM ve SEM ile gerçekleştirilen mikroyapısal incelemelerinde FLG'nin matris yapısında homojen olarak dağıldığı görülmüştür. Buna bağlı olarak, 4 sa MA ile üretilen ağ.%2 FLG takviyeli Al-Zn-Mg-Cu esaslı kompozit için 155 HV sertlik değerine ulaşılmış ve Al-Zn-Mg-Cu alaşımına kıyasla sertlik değerinde %63,15 oranında artış görülmüştür.EAD ile sentezlenen FLG, belirli oranlarda (ağ.%0,0,1-0,3-0,5) Cu esaslı matrise farklı sürelerde (5 ve 7 sa) gerçekleştirilen MA yardımıyla takviye edilmiş ve bu tozlar tek eksenli pres yardımıyla sıkıştırılarak, sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Relatif yoğunlukları %88 ile %94 arasında değişen FLG takviyeli Cu esaslı kompozitlerin, OM ve SEM ile gerçekleştirilen mikroyapısal incelemelerinde basınçsız sinterlemeye bağlı olarak porozite tespit edilmiştir. Bununla birlikte, 5 sa MA sonrası matris yapısında deformasyonla göze çarpmıştır. Mevcut bu deformasyonun, matris yapısında FLG'nin aglomerasyonundan kaynaklı olabileceği üzerinde durulmuştur. En yüksek sertlik değerine (101 HV) 7 sa MA sonrası ağ. %0,1 FLG takviyeli Cu esaslı kompozitle ulaşılmıştır. Ayrıca takviyesiz Cu ile karşılaştırıldığında, 7 sa MA sonrasında sinterlenmiş olan ağ. %0,3 FLG takviyeli Cu esaslı kompozitlerin sertlik değerinde yaklaşık %31,8 oranında bir artış elde edilmiştir. Fakat, artan FLG içeriği ile Cu ve FLG arasındaki bağın zayıflığı ile ilgili olduğu düşünülen, ağ. %0,5 FLG takviyeli Cu kompozitlerin sertlik değerinde önemli bir düşüş gözlemlenmiştir. 7 sa MA ile elde edilen FLG takviyeli Cu esaslı kompozitlerin COF değerlerinde azalma gözlenmiştir. Grafenin yağlayıcı etkisinden dolayı, Cu esaslı kompozitlerin aşınma özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir.
Otomobil aydınlatma ürünlerinin polimer optik kalıp yüzeylerinde desen oluşturulmasına farklı yöntemlerin etkisi ve karakterizasyonu
Otomotiv aydınlatma alanında far ve arka sinyalizasyon üniteleri araçların trafikte hem diğer araçlar tarafından görülmesini hem de taşıtın gittiği yönün aydınlatılmasını sağlar. Ürünler bu özelliği ile sürüş güvenliği açısından oldukça önemlidir. Ürün geliştirme süreçlerinde optik regülasyonlar dikkate alınır. Optik regülasyon her bir fonksiyonun rengini, araç üzerindeki konumunu, ışık şiddetini ve dağılımını düzenlemektedir. Optik beklentileri ömür gereklilikleri ve ürün kalitesi takip etmektedir. Parçaların çoğunluğu enjeksiyon kalıplama ile üretilmiş plastik komponent, PCB ve LED aydınlatma elemanlarından oluşmaktadır. Plastik parçalar PVD yöntemiyle alüminyum metalizasyona tabi tutularak reflektif özellik sağlanabilmektedir. Alt parçalar gövde içerisine dizildiğinde ışığı geçirebilen dış lens ile gövdenin kaynağı sağlanarak nihai ürünler elde edilmektedir. Bu ürünlerin yüksek ve düşük sıcaklıkta (- 40 °C ve + 85 °C), zorlu titreşim koşullarında ve su içeren ortamlarda performans göstermesi gerekliliği mevcuttur. Otomotiv aydınlatma teknolojisinde müşteri beklentileri her geçen gün artmaktadır. Dolayısıyla fonksiyonel özellikleri stil takip etmektedir. Bu ürünler araçların stilini ve kimliğini ortaya koyan en önemli ikonik unsur haline gelmiştir. Ürün geliştirme süreçlerinde bu beklentilerin sağlanması adına birçok farklı optik konsepte başvurulmaktadır. Araçların stilistik öğesi ve güvenlik açısından önemli bir komponent olan otomotiv aydınlatma ürünlerinde ışığın bir yüzey boyunca homojen olarak dağıtılması ve bu yüzeyde aydınlanma gradyanları oluşturmaması optik homojenite olarak adlandırılmaktadır. Müşterilerin optik homojenite beklentisi oldukça yüksektir. Optik homojenite difüzif malzemeler ile sağlandığı gibi yüzey pürüzlülüğü uygulamaları ile de sağlanabilmektedir. Difüzif malzemelerin içerisinde ışığı saçan polimer tanecikler yer alır ve bu tanecikler üzerine ışık ışınları (ray) düştüğünde saçılarak dağılır. Bu tanecikler yüksek molekül ağırlıklı PMMA içeriği olabildiği gibi, mikro veya nano boyutlu disperse edilmiş polistiren malzemelerden oluşabilir. Işık ışınlarındaki bu dağılma aydınlanmanın homojen bir görünüme sahip olmasını sağlar. Sektörde optik analiz yazılımlarında homojenite seviyesi kontrol edilmektedir. Ancak çoğu zaman enjeksiyon kalıplarından çıkan parçalarda bu homojenite seviyelerine ulaşılamamaktadır. Buna kalıptaki desenli yüzeyin parçaya aynı düzeyde aktarılmaması, yüzey topografyasının farklı olması veya kalıptaki desenin yetersiz derinlik profilinde olması sebep olabilmektedir. Desen oluşturma elektrik deşarj işleme (EDM), LASER, kimyasal dağlama veya kumlama gibi yöntemler ile sağlanabilir. Ancak kalıptaki desenin parçaya hangi düzeyde etki ettiği ve bu yöntemler arası farklılıklar analitik olarak ortaya koyulmuş değildir. Bu sebeple bu çalışmada EDM ve kimyasal dağlama yöntemleriyle oluşturulmuş farklı pürüzlülük seviyelerindeki desenlerin ürün topografyasına ve farklı mesafelerde optik performansa etkisi araştırılmıştır. Ayrıca bu çıktılar ile bilinmeyen noktaların analitik verilerle çözümlenmesi sağlanarak optik analiz yazılımının doğruluğunun artırılması hedeflenmiştir. Bu bulgular neticesinde ürün geliştirme süreçlerine katkı sağlanarak kalitesizlik maliyetinin düşürülmesi ve bu uygulamalara yönelik standartların oluşturulması amaçlanmıştır.
Saf ve nano-katkılı TiO2 filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Bir yarı iletken olan titanyum dioksit (TiO2), sadece ultraviyole (UV) ışığı ile aktive edilebilen bir fotokatalisttir. Ancak UV ışığı, elektromanyetik spektrumun sınırlı bir aralığını kapsamaktadır. Bu sınırlı aralık TiO2' nin pratik uygulamalardaki kullanımını kısıtlamaktadır. Bu kısıtlamanın önüne geçmek için atılacak rasyonel adımlardan ilki, TiO2' nin aktive olduğu elektromanyetik spektrum aralığını genişletmektir. Bu bağlamda uygulanan stratejilerin en başında katkılandırma işlemi gelmektedir. Mevcut tez çalışmasında, saf ve yapısında ağırlıkça % 32 oranında grafen bulunan çok katmanlı karbon nanotüp (ÇKKNT-ağ.%32G) katkılı TiO2 filmlerin sol-jel yöntemiyle soda-kireç-silis (SLS) cam alttaşlar üzerine kaplanması, elde edilen kompozit filmlerin kristalografik, morfolojik, fotokatalitik, optik ve yüzey özelliklerinin sistematik ve kapsamlı olarak araştırılması amaçlanmıştır. Literatüre göre TiO2' nin en üstün fotokatalitik özellikler gösterdiği anataz fazı ısıl işlem esnasında oluşurken, SLS camın yapısında bulunan sodyum, kalsiyum gibi alkaliler film kaplamaların içerisine göç ederek kristalizasyonu olumsuz yönde etkilemektedir. Bu durumun önüne geçmek için TiO2 filmler oluşturulmadan önce SLS cam yüzeyleri silisyum dioksit (SiO2) ile kaplanarak anataz fazının oluşum süreci optimize edilmiştir. Sol-jel yöntemiyle yüzey aktif madde kullanılmadan hazırlanan saf ve altı farklı konsantrasyonda (% 0.025, % 0.05, % 0.1, % 0.2, % 0.3, % 0.4) katkılandırılmış TiO2 filmler, SiO2 kaplı SLS alttaşlar üzerine daldırma yöntemiyle kaplanmış, anataz fazının oluşumu için 500oC sıcaklıkta 1 saat ısıl işlem görmüştür. Elde edilen saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 filmlerin faz analizleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ve Raman spektroskopi yöntemleri ile kimyasal yapı analizi X-ışını fotoelektron spektrometresi (XPS) yöntemi ile belirlenmiştir. ÇKKNT-ağ.%32G/TiO2 sollerinin kurutulmasıyla elde edilen tozların yüzey alanı ölçümünde ise Branauer-Emmett-Teller (BET) yöntemi kullanılmıştır. Morfolojik analizler ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ile gerçekleştirilmiştir. Filmlerin pürüzlülüğü ve yüzey topografileri atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile incelenmiştir. Yine film yüzeylerinin ıslanabilirliği su temas açısı (WCA) doğrultusunda optik tensiyometre cihazı ile ölçülmüştür. Optik özellikler ultraviyole-görünür (UV-vis) ışık spektrofotometresi yardımıyla belirlenirken yasak bant aralıkları Tauc grafiği yöntemiyle hesaplanmıştır. Fotokatalitik aktivite araştırmalarında ise ISO 10678:2010 standartı kullanılarak metilen mavisinin (MB) degredasyonu üzerinden tespitlerde bulunulmuştur. XRD analizi ile saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film kaplamalar için seçilen 500o C' nin SLS cam alttaşı deformasyona uğratmadan anataz fazını oluşturan optimum sıcaklık olduğu tespit edilmiştir. Yine XPS analizi ile numune yüzeyinde bulunan ana elementlerin titanyum, oksijen ve karbon olduğu belirlenmiş, bağlanma enerjileri ve spin yörünge yerleşimlerinden kimyasal hali tespit edilmiştir. Buna ek olarak Raman analizi ile anataz TiO2' ye ait aktif mod bantları ilgili dalga boylarında büyük bir netlikle gözlemlenirken ÇKKNT-ağ.%32G katkısına ait mod bantları katkı oranı arttıkça belirginleşmiştir. Saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film kaplamaların yüzeylerine ait SEM görüntüleri karşılaştırıldığında, tüm kaplamaların genel olarak homojen olduğu gözlenmiştir. ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 tozlarına ait çeşitli büyütmelerde alınan TEM aydınlık alan görüntüleri ile TiO2 partiküllerinin ÇKKNT-ağ.%32G nano-partiküllerinin etrafında kümelendiği, ÇKKNT-ağ.%32G nano partiküllerinin ise bu küme içinde yatay düzlemde dağınık bir yerleşim gösterdiği tespit edilmiştir. (101) kristal düzlemine sahip anataz fazının varlığı ise yine TEM analizine ait hızlı Fourier dönüşümü (FFT) ve ters hızlı Fourier dönüşümü (IFFT) görüntüleri ile hesaplanmıştır. ÇKKNT-ağ.%32G/TiO2 xerojellerinin BET analizine göre, katkı oranı artıkça yüzey alanının da arttığı belirlenmiştir. Saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film numunelerinin AFM analizine göre ÇKKNT-ağ.%32G katkısının bir boşluk doldurucu misyonunu üstlenerek yüzeyde TiO2' nin boşluklarını doldurduğu gözlenmiştir. WCA hesaplamalarından elde edilen sonuçlara göre kaplanmış tüm yüzeyler kaplanmamış SLS cam alttaş yüzeye göre daha fazla hidrofilik davranış göstermiştir. Tüm yüzeylerin temas açısı AFM analizinden elde edilen pürüzlülük değerleriyle uyumluluk göstermiştir. Kaplamalı yüzeylere uygulanan 1 saatlik UV ışımasından sonra da yine tüm yüzeylerde temas açısı azalarak beklenen süperhidrofilik özelliğini sürdürmüştür. UV-vis ışık spektrofotometresi analizlerine göre görünür bölgede tüm katkı oranlarındaki geçirgenlik değeri saf TiO2' nin geçirgenlik değerinin üstünde kalmıştır. Absorbans değeri de hem UV bölgede hem de görünür bölgede katkı oranı arttıkça artış göstermiştir. Tauc grafikleriyle ise yasak bant aralığı enerjisinin katkı oranı arttıkça azalma gösterdiği hesaplanmıştır. Saf ve ÇKKNT-ağ.%32G katkılı TiO2 film numunelerinin fotokatalitik aktivite davranışları sulu ortamda MB degradasyonu çerçevesinde incelendiğinde saf TiO2 film kaplama ve % 0.1 - % 0.2 -% 0.3 - % 0.4 katkı oranına sahip ÇKKNT ağ.%32G/TiO2 film kaplamaların fotonik verim eşiğini geçtiği gözlenmiştir.
Organik esaslı akış bataryalarının geliştirilmesi, kimyasal/elektrokimyasal karakterizasyonu ve performanslarının belirlenmesi
Dünyada artan nüfus ve teknolojiye bağlı olarak her geçen gün enerji talebi artmaktadır. Artan enerji talebinin karşılanması için karbon ayak izi yüksek enerji kaynakları kullanılmakta, bu durum çevre ve atmosfer kirliliği olarak insanlığa geri dönmektedir. Kirliliği önleyerek çevreyi temiz tutmak ve canlıların yaşamına olumsuz etki etmesini engellemek amacıyla, ekonomik açıdan da cazip olan yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) kullanımı artırılmaya çalışılmaktadır. Ancak YEK sürekli olmadığı için, örneğin güneş enerjisi panelleri ve rüzgar türbinleri gibi, üretilen enerjinin şebekeye entegrelerinde problemler olmakta ve üretilen enerji her zaman kullanılamamaktadır. Bu nedenle her alanda olduğu gibi yüksek enerji talebinin olduğu şehir şebeke elektrik enerjisinin de depolanmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Böylece depolanan enerji şebekeye belirli akımlarda aktarılabilecek ve YEK ile üretilen enerjinin sürekli olmadığı saatlerde de şebekeye enerji verilebilecektir. Ülkemizde de YEK'e ve enerji depolamaya verilen önem dünyada olduğu gibi her geçen gün yükselmektedir. Bu tezde şehir elektriğini depolamak amacıyla organik redoks akış bataryalarının kullanılması çalışılmıştır. Redoks akış bataryaları yüksek elektrik enerjisi depolama özelliklerine sahip bataryalardır. Sıvı elektrolitin akışı yoluyla enerjinin depolanması prensibine dayanan bu bataryalarda, enerji depolama miktarını artırmak için elektrolit miktarını artırmak yeterlidir. Elektrolit ise sulu veya susuz çözücü kullanarak hazırlanabilmektedir. Çözünen ise redoks tepkimelerinin gerçekleştiği elektroaktif bir organik malzeme olmalıdır. Tez kapsamında çeşitli organik malzemeler incelenmiştir. Bu organik malzemeler polianilin boronik asit (PABA), politiyofen boronik asit (PTBA), ferrosen disülfonik asit (FcDS), ferrosen - 1,4-disübstitüe 1,2,3-triazol (1,2,3-TAFc), ve 2,2,6,6-tetrametilpiperidin (TEMPOL) bileşikleridir. PTBA, PABA, FcDS, 1,2,3-TAFc organik malzemelerinin akış bataryalarında elektroaktif malzeme olarak kullanım potansiyelleri incelenmiştir. Farklı pH seviyelerindeki çözeltilerde yapılan testler ile ilgili organik malzemelerin elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. Sulu ortamda yapılan testlerde 1,2,3-TAFc bileşiği ile akış bataryası sistemi kurularak şarj/deşarj davranışı araştırılmıştır. İlgili organik malzemenin son derece kararlı olduğu tespit edilerek literatürde ilk defa başarılı bir şekilde batarya testleri gerçekleştirilmiştir. TEMPOL bileşiği ise akış bataryalarında elektrot olarak kullanılan grafit keçelerin performans testlerini gerçekleştirmek amacıyla kullanılmıştır. Grafit keçe elektrotlar grafen ile kaplanarak TEMPOL malzemesi ile test edilmiş ve performans değişimleri incelenmiştir.
Dövme uygulamaları için yüksek mukavemet ve tokluk özelliğine sahip sürekli soğutma ile üretilen yeni çelik kalitelerinin geliştirilmesi
Makine imalat, savunma, otomotiv gibi birçok endüstriyel uygulamada servis koşullarında yüksek performans beklentisi nedeniyle çelik malzemeler kullanılmaktadır. Yüksek mukavemet, darbe dayanımı, yorulma dayanımı gibi özelliklere sahip çeliklerin üretiminde genellikle yüksek sıcaklıklarda ısıtma (östenitleme), hızlı soğutma (su verme) ve sonrasında temperleme işlemleri uygulanmaktadır. Kısaca ıslah ya da Q&T olarak tanımlanan ısıl işlem ile üretilen çeliklere ıslah çelikleri adı verilmektedir. Cıvata, somun, mil, piston kolu gibi otomotiv ve makine imalatında kullanılan birçok ürün sıcak dövme yöntemi ile üretilmektedir. Dövme işlemi, sıcak haddelenmiş çeliğin dövme sıcaklığına ısıtılması ve ardından kalıp altında şekillendirmesiyle gerçekleştirilmektedir. Ürünün yüksek mekanik özelliklere sahip olması için dövme işlemi sonrasında genellikle ilave bir ıslah ısıl işlemi uygulanmaktadır. Genellikle, dövme ile üretim yapan firmaların kendi bünyelerinde ısıl işlem imkânı bulunmamakta ve ıslah işlemleri firma dışından hizmet alımı ile gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle, ilave olarak uygulanan ıslah ısıl işlemiyle operasyonel maliyetlerin yanı sıra işçilik, lojistik gibi süreçlerden kaynaklanan ek maliyetler oluşmaktadır. Ayrıca, uygulanan ek ısıl işlemler ve lojistik süreçler dövme üretimlerinde ürünün karbon emisyonlarını arttırmaktadır. Literatürde yer alan çalışmalar incelendiğinde ıslah ısıl işlemi uygulanmayan dövme üretimlerinin genellikle istenilen yüksek mukavemet-tokluk dengesini sağlamakta yetersiz kaldığı belirlenmiştir. Ayrıca, birçok çalışmada seçilen kimyasal kompozisyonun endüstriyel üretilebilirliği limitli kalmakta ya da yüksek üretim maliyetleri nedeniyle uygulamanın ticarileşme potansiyeli bulunmamaktadır. Bu kapsamda, tez çalışmalarında ıslah ısıl işlemi uygulanmadan dövme sonrası sürekli soğutma ile DIN EN 10083-3 standardı 41Cr4 çelik kalitesine ait mekanik özellikleri düşük alaşım maliyetleri ile sağlayabilecek yeni kimyasal kompozisyon ve üretim rotasının belirlenmesi amaçlanmıştır. Tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmalarda, termodinamik ve termo-mekanik incelemelerle belirlenen alaşım tasarımı ve üretim parametreleri üzerinden öncelikli olarak laboratuvar ölçekli üretimler yapılmıştır. Elde edilen mekanik test sonuçlarının ilgili üretimlerin kimyasal kompozisyonunda yer alan elementler ve soğutma hızı parametreleri ile aralarındaki ilişkileri belirlenmek adına istatistiksel analizler gerçekleştirilmiştir. Çoklu Doğrusal Regresyon (Multi Linear Regression – MLR) yöntemiyle hesaplanan korelasyon katsayıları incelendiğinde temel alaşım elementlerin mekanik özellikler üzerindeki olumlu ya da olumsuz etkileri beklenildiği gibi sonuçlanmıştır. Ancak, veri setinde bimodal dağılım gösteren verilerin bulunduğu ya da birkaç elementin çeşitli metalurjik etkenlere bağlı olarak mekanik özelliklerde birlikte etki oluşturduğu durumlarda MLR istatistiksel yönteminin yeterli performans gösteremediği belirlenmiştir. Bu kapsamda, veriler arasındaki kompleks ilişkilerin çözümlenmesi için Yapay Sinir Ağları (YSA) yaklaşımından yararlanılmıştır. Çok Katmanlı Algılayıcı (MLP) düzeninde [11-1(18)-3] topolojisine sahip ileri beslemeli geri yayılım algoritması ile eğitilen YSA modeli ile MLR yöntemine göre mekanik özelliklerin tahminlenmesinde çok daha yüksek performans elde edilmiştir. YSA modeli üzerinden çalışmanın hedeflerini sağlayabilecek kimyasal kompozisyon ve soğutma hızları belirlenmiştir. Optimizasyon ve doğrulama çalışmalarında ise belirlenen alaşım tasarımı ve üretim parametreleri ile laboratuvar ölçekli üretilen ham malzemelerden endüstriyel ölçekte sıcak dövme ile nihai ürünler üretilmiştir. Genel olarak değerlendirildiğinde, çalışmada hedeflenen 41Cr4 çelik kalitesine ait ıslah ısıl işlemli mekanik özellikler yeni geliştirilen kimyasal kompozisyon üzerinden sürekli soğutma ile başarıyla elde edilmiştir. Yeni geliştirilen çelik kalitesinde, ıslah ısıl işlemli referans çelik kalitesine göre alaşım maliyeti %13 daha yüksek olsa da hizmet alımı ile gerçekleştirilen ısıl işlem uygulaması, gerekli lojistik ve diğer operasyonel giderler değerlendirildiğinde nihai üretim maliyetinde önemli bir avantajı sağlanabileceği öngörülmektedir. Ayrıca, yüksek enerji tüketimi gerektiren ıslah ısıl işleminin sürekli soğutma ile ikame edilmesi, proses kaynaklı oluşan karbon emisyonlarının azaltılmasında önemli bir potansiyel sunmaktadır.
Seçici lazer ergitme teknolojisi ile bakır esaslı malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Eklemeli imalat yöntemleri, teknolojideki ilerlemeler sayesinde özellikle geleneksel yöntemlerle üretiminde zorluk yaşanan karmaşık yapılı parçaların üretilmesi için alternatif bir yöntem olmaya başlamıştır. Bu teknoloji grubuna ait proseslerden, Seçici Lazer Ergitme prosesiyle (SLE), pek çok metal malzeme başarılı bir şekilde üretilebilmektedir. Yüksek termal ve elektriksel özelliklerinin yanında iyi mekanik özelliklere de sahip olan bakır (Cu) ve alaşımlarının da bu prosesle üretilmesi konusunda yapılan çalışmalar dikkat çekmektedir. Saf bakır, yüksek termal iletkenlik ve yüksek yansıtma özellikleri nedeniyle SLE ile proses edilmesi zor bir malzemedir. Proses parametrelerinin optimizasyonu, yüksek lazer enerji yoğunluğunda veya kısa dalga boylarında lazerler ile çalışılması, alaşımlama ve bakırın yüzeyinin kasıtlı olarak oksitlenmesi gibi uygulamalar yeterli enerji yoğunluğu sağlanarak tozun eritilebilmesi için çalışılan konular arasındadır. İstatistiksel bir yaklaşımla saf bakırın proses parametrelerinin optimize edilmesi, (remelting) çift tarama stratejisinin uygulanması ve tribolojik özelliklerinin incelenmesine yönelik az sayıda çalışma yapılmıştır. Ayrıca, CuCrZr alaşımının, çift tarama stratejisi ve ısıl işlem uygulanarak mekanik, elektriksel, termal, tribolojik ve korozyon özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi konularında da yapılan çalışmalar kısıtlıdır. Bu çalışmada, saf Cu tozunun SLE teknolojisi grubuna ait yerli yazıcı Ermaksan ENA 250 ile proses parametrelerinin belirlenmesi amacıyla Taguchi deney metodu ve ANOVA analiz yöntemi kullanılmış; istatistiksel bir yaklaşımla optimum proses parametreleri belirlenmiştir. Parametrelerin yapısal, mekanik ve tribolojik özellikler üzerindeki etkileri incelenerek literatüre yeni bir katkı sağlanmıştır. Taguchi deney metodu ile katman kalınlığı, lazer ışın çapı ve tarama mesafesi gibi parametrelerin önemi ortaya konmuş; her bir parametrenin yoğunluk üzerindeki katkısını belirlemek için ANOVA analiz yöntemi kullanılmıştır. Çalışmada, tozun erimesine katkı sağlanması ve katmanlar arası metalurjik bağlanmanın iyileştirilmesi amacıyla yüksek enerji yoğunluğunda çalışılmış ve çift tarama (remelting) yöntemi uygulanmıştır. Saf bakır için sekiz farklı parametre matrisi uygulanarak optimum parametreler belirlenmiştir. Bu parametrelerin yoğunluk, mikroyapı, sertlik, aşınma direnci, üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Özellikle lazer ışın çapının saf bakırın yoğunluğu üzerindeki etkisi, bu çalışmayı diğer çalışmalardan ayıran bir unsurdur. Elde edilen sonuçlar, katman kalınlığının yoğunluk üzerinde en etkili parametre olduğunu, lazer ışın çapı ve tarama mesafesinin etkisinin ise oldukça sınırlı kaldığını göstermiştir. Ayrıca, yüksek mekanik özellikleri ile birlikte üstün elektriksel ve termal iletkenliğe sahip CuCrZr alaşımının proses parametrelerinin optimizasyon çalışması yapılmıştır. CuCrZr alaşımının SLE prosesiyle üretilerek ve ısıl işlem uygulanarak; mekanik, elektriksel, termal, tribolojik ve korozyon özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi konularında çalışılmıştır. Çift tarama stratejisi uygulanarak beş farklı parametre matrisinden oluşan bir ön çalışma ile yüksek enerji yoğunluğunda çalışılmış ve lazer enerji yoğunluğu ile bağıl yoğunluk, sertlik, mikroyapı, tribolojik özellik ilişkisi incelenmiştir. Ön çalışmadan türetilen on altı farklı parametre seti ile optimum parametreler belirlenmiş ve optimum parametrelerle üretilen numunelere doğrudan yaşlandırma prosesi uygulanarak yaşlandırma prosesinin etkileri incelenmiştir. SLE prosesiyle üretim sonrası oldukça iyi seviyede sertlik, çekme dayanımı, yüksek sıcaklıkta çekme dayanımı ve basma dayanımı elde edilmiştir. Uygulanan yaşlandırma ısıl işlemi sonrasında tüm özelliklerin iyileştiği gözlenmiştir. Ayrıca, dikey ve yatay yönde çekme testi numuneleri de üretilerek; yön farkının çekme dayanımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çekme dayanımının üretim yönüne bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan CuCrZr alaşım tozu ve SLE yazıcı, yerli üretimdir ve bu durum ülkemiz adına önemli bir kazanımdır. Çalışmanın nihai hedefi, uydu fırlatma sistemleri için sıvı yakıtlı roket motoru yanma odası prototipinin üretilmesidir. Sonuç olarak, CuCrZr alaşım tozu başarıyla üretilmiş ve SLE prosesiyle optimum proses parametreleri belirlenmiştir. Yanma odası prototipinin üretimine başlanmış olup, performans analizleri başka bir projenin konusu olarak devam ettirilecektir. Çalışma, özellikle yüksek termal ve mekanik özelliklerin istenen kompleks yapılı ürünler için umut vaat etmektedir.
Soda-kireç silikat camlar için korozyon önleyici asidik çözeltilerin geliştirilmesi ve performanslarının değerlendirilmesi
Soda kireç cam, dünyada en yaygın üretilen silikat cam türü olup, özellikle nemli ve yüksek sıcaklık içeren ortamlarda depolandığında veya taşındığında korozyona karşı oldukça hassastır. Soda kireç camlar, diğer silikat cam türleri arasında içerdiği yüksek alkali oksitler nedeniyle korozyona daha yatkındır. Silikat cam korozyonu alkali iyon difüzyonu ile ilişkilidir ve korozyon iki mekanizma ile meydana gelir; cam yüzeyinden iyon çıkışı (dealkalizasyon) ve ardından ağ yapısının çözünmesi olarak ilerler. Korozyona uğrayan camda gerçekleşen yüzey modifikasyonları dolayısıyla yapısal, optik ve mekanik özellikleri değişmektedir. Bu çalışmada, sıcak ve nemli koşullar altında cam yüzeyinde korozyon oluşumunu önlemek amacıyla üç set halinde formülasyonlar geliştirilmiş, cam yüzeylere kaplanarak performansları değerlendirilmiştir. Birinci deney setinde, organik asit (OAS), polimerik (PS) ve polimerik organik asit (POAS) çözeltilerinden oluşan üç asidik sulu kaplama sisteminin korozyon önleme performansı araştırılmıştır. İkinci deney setinde polimer türü, polimer konsantrasyonu ve fonksiyonel katkı maddeleri olarak çinko klorür ve sodyum metabisülfitin varlığı değiştirilerek sekiz farklı formülasyon hazırlanmıştır. Üçüncü deney setinde ise, azot katkılı grafen kuantum noktaları ve grafen oksit fonksiyonel katkı maddeleri ile beş farklı formülasyon hazırlanarak çalışmalar genişletilmiştir. Kaplamalar, püskürtme kaplama yoluyla soda kireç cam yüzeylerine uygulanmış ve ardından hızlandırılmış iklimlendirme koşullarına maruz bırakılmıştır (50 °C'de 400 veya 500 saat, %95 bağıl nem). İklimlendirme testi öncesi formülasyonların cam yüzeyiyle olan etkileşimleri (formülasyonların yüzey gerilimleri ve ıslatma açısı, kaplama topografisi, kaplama pürüzlülükleri, mekanik aşınma direnci) irdelenmiş, iklimlendirme testi sonrası cam yüzeylerinden kaplama katmanlarının çıkarılmasından sonra korozyon koruma performansı cam yüzey pürüzlülüğü (AFM Ra), su temas açısı, optik geçirgenlik, pusluluk ve nitel metilen mavisi boyama temelinde değerlendirilmiştir. Birinci deneysel çalışmada değerlendirilen kaplama çözeltileri içerisinde, polimerik organik asit (POAS) temelli formülasyonun cam yüzeyini en etkin şekilde koruduğu gözlemlenmiştir. Bu formülasyon, referans cam yüzeyine kıyasla yalnızca %33 oranında bir yüzey pürüzlülüğü artışı oluşturmuş, temas açısında sınırlı bir değişikliğe yol açmış ve optik özelliklerde göz ardı edilebilir düzeyde bir sapma meydana getirmiştir. Elde edilen bu bulgular, kaplama ile cam yüzeyi arasında gerçekleşen arayüz etkileşimlerinin yanı sıra kaplamanın homojen dağılımının, uzun vadeli korozyon dayanımında belirleyici olduğunu göstermiştir. Bu kapsamda, kullanılan polimer matrisin yapısı ile katkı bileşenlerinin türü ve oranları, sistemin genel performansı üzerinde doğrudan etkili olmuştur. İkinci deneysel aşamada ise formülasyonlar arasındaki karşılaştırmalı analizler sonucunda, polivinil alkol (PVA) bazlı kaplamaların, film bütünlüğü ve yüzey koruma açısından polietilen glikol (PEG) bazlı çözeltilere göre daha başarılı sonuçlar verdiği ortaya konmuştur. Özellikle, kaplama filmlerinin yüzey düzgünlüğü ve hidrofobik özellikleri ile korozyon direnci arasında doğrudan ve güçlü bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Bu doğrultuda, PVA'nın çinko klorür (ZnCl₂) ve sodyum metabisülfit (Na₂S₂O₅) ile birlikte kullanıldığı formülasyon, tüm varyantlar arasında en yüksek antikorozif etkinliğe sahip sistem olarak öne çıkmıştır. Taber aşınma testi sonuçları, kaplama uygulanmamış soda kireç cam yüzeylerinin mekanik aşınmaya karşı oldukça savunmasız olduğunu ortaya koymuştur. Buna karşılık, POAS formülasyonu veya PVA'nın çinko klorür (ZnCl₂) ve sodyum metabisülfit (Na₂S₂O₅) ile birlikte kullanıldığı formülasyon ile kaplanmış cam numunelerinde ölçülen düşük pürüzlülük değerleri, söz konusu kaplamaların cam yüzeyini mekanik yüke karşı da etkin bir biçimde koruduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, geliştirilmiş kaplama formülasyonlarının cam yüzey dayanıklılığını artırarak, mekanik aşınma kaynaklı hasarları minimize ettiğini ortaya koymaktadır. Üçüncü deneysel çalışmada ise soda-kireç silikat cam yüzeylerinin korozyona karşı korunması amacıyla polivinil alkol (PVA) bazlı kaplama formülasyonları, azot katkılı grafen kuantum noktaları (N-GQD), grafen oksit (GO), ZnCl₂ ve Na₂S₂O₅ gibi katkı maddeleri kullanılarak geliştirilmiş ve değerlendirilmiştir. Hızlandırılmış iklimlendirme testleri sonrası yapılan kapsamlı fiziksel, kimyasal ve optik analizler sonucunda, N-GQD ve ZnCl₂ içeren formülasyonların cam yüzeyinde üstün film homojenliği, yüksek hidrofobiklik ve etkili korozyon direnci sağladığı belirlenmiştir. Bu bulgular, karbon bazlı nano doldurucuların polimerik kaplamaların dayanıklılığını ve korozyon koruma performansını artırmada kritik bir rol oynadığını göstermektedir.
Kemik doku mühendisliği için bor katkılı biyoseramik/PVDF-PCL kompozit iskelelerin geliştirilmesi ve İn-Vitro etkinliğinin belirlenmesi
Sunulan tez çalışmasında, sentezlenen kalsiyum fosfat ve kalsiyum silikat esaslı biyoseramik tozların bor ile katkılandırılması, katkılı tozların poliviniliden florür ve polikaprolaktona dahil edilmesi ile çözücü olmayan indüklenmiş faz ayrımı ve ardından dondurarak kurutma yöntemleri kullanılarak çok çeşitli özelliklerde membran doku iskelelerinin üretimi ve kemik rejenerasyonunu destekleyen alternatif iskelelerin kemik doku oluşturma potansiyellerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak tez çalışmasının ilk bölümünde, bor katkılı bifazik kalsiyum fosfat tozları ıslak kimyasal yöntem ve ısıl işlem proseslerini içeren ardışık yöntem ile sentezlenmiştir. Sentezlenen tozların morfolojisi taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş, kimyasal yapısı X-ışını kırınımı analizi ile doğrulanmış, parçacık boyut analizi ve yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen farklı oranlarda bor katkılı bifazik kalsiyum fosfat tozlarının poliviniliden florüre dahil edilmesiyle kompozit iskeleler üretilmiş ve üretilen iskelelerin yapısal, morfolojik, termal, mekanik ve biyolojik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, çözücü olmayan indüklenmiş faz ayrımı yöntemiyle üretilen seçilen oranda bor katkılı bifazik kalsiyum fosfat ve poliviniliden florür içeren iskelelerde önemli bir üretim parametresi olan koagülasyon banyo sıcaklığının iskelelerin morfolojisi, kristalliği, β-faz oluşumu, mekanik ve biyolojik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde ise, bor katkılı bağdadit tozları sol-jel ve ısıl işlem proseslerini içeren ardışık yöntem ile sentezlenmiş ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen bor katkılı bağdadit tozlarının, seçilen koagülasyon banyo sıcaklığında çözücü olmayan indüklenmiş faz ayrımı yöntemiyle üretilen poliviniliden florür esaslı iskeleler üzerindeki etkileri çeşitli karakterizasyonlar ile değerlendirilmiştir. Seçilen oranda bor katkılı bağdadit tozlarının poliviniliden florür ile birlikte polikaprolakton esaslı kompozit iskeleler üzerindeki etkileri, çeşitli testler ile incelenmiştir. Bor katkılı biyoseramik tozlar, kompozit doku iskelelerinin yapısal, morfolojik, termal, mekanik ve biyolojik özelliklerini önemli ölçüde etkilemiştir. Sentezlenen tozlar ile polimer matris arasındaki moleküler etkileşimler ve kimyasal bağların varlığı gösterilmiştir. Üretilen tüm kompozit iskelelerin gözenek yapılarının görülen sınırlar içinde olduğu gözlenmiştir. İskelelerin mekanik dayanımının doğal kemikle mekanik olarak uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, sentezlenen tozların kompozit iskelelere dahil edilmesi, gösterdikleri in vitro biyoaktivite ile kompozit iskelelerin apatit büyüme kapasitesini önemli ölçüde desteklediğini ortaya koymuştur. Kompozit iskelelerin in vitro sitotoksisite olmaksızın hücre canlılığı ve çoğalmasını desteklediği, hücre yapışma afinitesi ve biyouyumluluğunun saf poliviniliden florür esaslı iskelelerden daha yüksek olduğu, gerçekleştirilen ileri in vitro testler ile gösterilmiştir. Sonuç olarak, üretilen membran formundaki poliviniliden florür esaslı kompozit doku iskelelerinin, iskele malzemesinden beklenen özellikleri karşılama potansiyelinin yüksek olduğu ve kemik doku mühendisliği uygulamaları için alternatif bir yapı olarak kullanılabileceği değerlendirilmiştir.
W18O49 bileşiminde tungsten suboksit sentezi, karakterizasyonu ve süperkapasitörler için elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Dünya üzerindeki enerji kaynaklarının giderek azalması ve bununla birlikte gün geçtikçe artan küresel boyuttaki enerji ihtiyacı, araştırmacıları enerji depolama teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik yoğun çalışmalara sevk etmektedir. Enerji depolama cihazları arasından süperkapasitörler, gösterdikleri yüksek enerji yoğunluğu ve yüksek güç yoğunluğu sayesinde günümüzde kullanımı artan elektrikli otomobiller, insansız hava araçları, dron ve robot teknolojileri gibi alanlara yönelik önemli bir enerji depolama kaynağı olarak görülmektedir. W18O49, tungstenin oksijenli bileşikleri arasında W+5 oksidasyon seviyesinde oluşan suboksit formlarından biridir ve yapısal özellikleri nedeniyle elektriksel iletim gücü henüz son on yıldır keşfedilen yeni nesil bir malzemedir. Diğer tungsten suboksitlere kıyasla yapısında en fazla oksijen eksikliği barındıran bileşiktir ve kristal ağı trigonal, tetragonal ve hekzagonal kanallarla örülmüştür. Bu kanallar elektron iletimini önemli derecede geliştirerek n-tipi geçişlerde elektriksel iletkenliğin ve depolanan enerji miktarının arttırılmasında büyük rol oynamaktadır. Ancak, W18O49'un optimizasyonu, karakterizasyonları ve kimyasal özelliklerinin elektrokimyasal özellikler üzerindeki belirleyiciliği süperkapasitör elektrotlar için literatürde büyük bir boşluk oluşturmaktadır. Tez çalışmasında, süperkapasitörlerde kullanılmak üzere W18O49 bileşiminde elektrot malzemeleri solvotermal yöntem ile sentezlenmiştir. Öncü madde konsantrasyonu, sentez sıcaklığı ve sentez süresi gibi solvotermal parametreler ile optimize edilmiştir. SEM, EDS, XRD, FTIR ve BET analizleri ile yapısal özellikleri açıklığa kavuşturulmuştur. Bu özelliklerin elektrokimyasal davranış üzerindeki etkileri üç elektrotlu bir kurulumda 1M H2SO4'de, Ag/AgCl - Pt ve W18O49 esaslı çalışma elektrotları kullanılarak CV, GCD ve EIS testlerinin yürütülmesi ile detaylı şekilde incelenmiştir. Ayrıca, optimize edilmiş W18O49 bileşiğine samaryum (Sm+3) ve demir (Fe+3) katkısı yapılarak, yapısal ve elektrokimyasal özelliklerdeki değişim detaylı şekilde araştırılmıştır. Sonuçlara göre, optimize edilmiş W18O49 elektrotu 1 mVs-1 tarama hızında 605,6 Fg-1 ve 1,75 Ag-1 akım yoğunluğunda 198,9 Fg-1 ile oldukça yüksek spesifik kapasitans değerleri göstermiştir. Ayrıca, ağırlıkça %5 Fe+3 katkısı ile optimize elektrotun spesifik kapasitansı 1 mVs-1'de %50,17 oranında arttırılırken 2,00 Ag-1'de %70,12 oranında arttırılmış, ağırlıkça %1 Sm+3 katkısı ile ise 1 mVs-1'de %57,7 oranında arttırılırken, 1,25 Ag-1'de %99,6 oranında arttırılmıştır.
Meme kanseri ve meme normal hücre hatlarında, kadmiyum ve çinko'nun etkisinin moleküler düzeyde incelenmesi
Kanser vücudun herhangi bir bölgesinde hücrelerin kontrolsüz büyümesi anlamına gelmektedir. Günümüzde kanser risk faktörleri hızla artmaktadır ve kansere yakalanma riski de gün geçtikçe artmaktadır. Kadınlarda en sık görülen kanser tipi meme kanseridir. Ağır metallerden biri olan çinko doğal kaynaklarda ve temel besin kaynaklarında yüksek miktarda bulunur. Çinko antionkogenik ve apoptotik bir gen olan P53'ün okside olarak inaktive olmasını engellemektedir. Ayrıca gen ekspresyonuna ve genetik aktivitenin düzenlenmesine katkıda bulunan çeşitli proteinlerin fonksiyonel bir bileşenini oluşturmaktadır. Kadmiyum toksisitesi yüksek bir elementtir. Çevrede konsantrasyonu 0,1 ila 1ppm arasında değişen kadmiyum , birincil olarak çinko ile birlikte bulunmaktadır. Kadmiyum genotoksisite mekanizması tam olarak bilinmemesine rağmen yapılan araştırmalarda %50-60 kromozom hasarına neden olduğu belirtilmiştir.Bu tez çalışmasında ağır metallerin maruziyetinin kanserli ve normal meme dokusunda apoptoz, ilaç dirençliliği, sitokrom p450 genleri ve ağır metal stres genleri üzerindeki etkisinin araştırılarak temel mekanizmanın aydınlatılması amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında meme kanseri ve normal hücre hatları üzerine karşılaştırmalı olarak ağır metallerin yarattığı etki ile gen ekspresyon düzeyinde çalışılmıştır. Elde edilen veriler, Kadmiyum ve Çinko'nun meme kanseri karsinogenezin de hücresel ve moleküler etkilerini ortaya koymakta ve meme kanserine etkisini araştırmanın önemini vurgulamaktadır.
Avanos (Nevşehir) - Kesikköprü Barajı (Ankara) arasında Kızılırmak'ın kıyı kenar çizgisinin belirlenmesi ve kıyı kenar çizgisinden kaynaklanan sorunlar
Bu çalışma Avanos (Nevşehir)-Kesikköprü Barajı (Ankara) arasındaki Kızılırmak Vadisi kıyısındaki güncel kıyı kenar çizgisi (KKÇ) ile ilgili olarak yaşanan problemlerin çözümüne katkı sağlaması amaçlanarak bu çalışma yapılmıştır. Günümüzde akarsu kıyı kenar çizgisi ile ilgili olarak çeşitli arazi anlaşmazlıkları, arazi kullanımı ile ilgili sorunlar ya da kıyı bölgelerinin yerleşim yeri olarak kullanılması gibi bir çok sorun vardır. Çalışma alanında özellikle Avanos-Gülşehir-Kesikköprü arasında arazi kullanımı ve mülkiyet ile ilgili geçmiş tarihlerde ve güncel olarak devam eden bir takım sorunlar meydana gelmiştir. Bunun temel nedeni bu bölgedeki kıyı kenar çizgisinin belirlenmemiş olmasıdır. Hirfanlı barajından, Kesikköprü barajına kadar olan sahada dar bir boğaz içinde akış özelliğini göstermekte ve kıyı kenar çizgisi, kıyı çizgisi ile üst üste bulunmaktayken, sahanın diğer kesimlerinde geniş yatak içinde akış gösteren Kızılırmak; yatağın insan eliyle bozulmadığı sahalarda küçük yatağından ˷1 ile 2 m yüksekteki taşkın yatağının son bulduğu alandan, mendereslenmeye bağlı oluşan çarpma yamaçlarında, çarpmanın şiddeti ve süresine bağlı olarak ˷1 m, kum-çakıl alımı gerçekleştirilen alanlarda ise kıyı çizgisi ile üst üste geçmektedir. Çalışmada 1982 yılında üretilmiş olan 1/25000 ölçekli topoğrafya haritaları ve eski tarihli uydu görüntüleri üzerinden kıyı kenar çizgisi oluşturulmuş, güncel tarihli uydu görüntüleri ve sahada GPS ölçümleri ile oluşturulan KKÇ karşılaştırılma yapılmış, Tuzköy HES santral sahasında akarsu yatağında önemli değişiklikler meydana geldiği ve bunun KKÇ değişiminde oldukça önemli bir rol oynadığı tespit edilmiştir.
Fosfor esaslı bileşikler ile katkılandırılmış poli (metil metakrilat)'ın güç tutuşurluk özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışma kapsamında güç tutuşur polimetil metakrilat (PMMA) üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla 3 farklı fosfor esaslı güç tutuşurluk maddesi (9, 10-dihidro-9-oksa-10-phosphaphenanthrene-10-oksit (DOPO), fenoksi fosfazen (PPZ) ve üç fenil fosfat (TPP)) kullanılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerin güç tutuşurluk özellikleri limit oksijen indeksi testi (LOI), dikey yanma testi (UL-94V), yatay yanma testi (UL-94HB), kütle kaybı kalorimetresi testi (MLC), termogravimetrik analiz testi (TGA) ile karakterize edilmiştir. Bu kullanılan güç tutuşurluk maddeleri ile UL-94V testinde PMMA'nın tutucuya kadar yanma davranışı (BC) V2'ye yükselmiştir. Bu durum fosfor esaslı güç tutuşurluk maddelerinin PMMA'nın damlama özelliğini artırmasından kaynaklanmıştır. LOI değeri ise ilave edilen fosfor esaslı güç tutuşurluk maddesinin miktarı arttıkça artmıştır. En yüksek LOI değeri 23 ile ağırlıkça %20 DOPO kullanımıyla elde edilmiştir. Kullanılan tüm güç tutuşurluk maddelerinin ana etki mekanizmasının gaz fazında seyreltik ve reaktif etki göstererek yaptığı anlaşılmıştır. Daha sonraki aşamada ise en yüksek performansa sahip güç tutuşurluk maddesi (DOPO) seçilerek katı faz etki mekanizmasının artırılması için nano parçacıklar (nanokil, POSS (polihedral oligomerik silseskuioksan)) ile sinerjik etkileşimi incelenmiştir. Nanoparçaçıklardan kil tabakalı yapısından dolayı katı fazda özellikle ağırlıkça %10'luk konsantrasyonda devamlı kül tabakası oluşturarak daha düşük pHRR değerlerinin elde edilmesini sağlamıştır. En yüksek LOI değeri 23,7 ile %10 kil içeren numunede elde edilmiştir. Ancak kil PMMA'nın damlama özelliğini azalttığı için %10 kil içeren numune tutucuya kadar yanmıştır. POSS içeren numunelerin LOI değerleri 23'den 19 seviyelerine düşmüştür. Katı fazda kül oluşumu artsa bile devamlı koruyucu bir kül tabakası oluşumu gözlemlenmemiştir. POSS kullanımı ile görülen antagonistik etkinin DOPO yapısında bulunan oldukça reaktif P-H grubu ile metrakrilat grubu arasındaki reaksiyondan kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu reaksiyon sonucu DOPO'nun gaz fazı etkinliği azalmıştır. Anahtar Kelimeler: PMMA, Güç Tutuşurluk, Fosfor İçeren Güç Tutuşurluk Maddeleri, Nanokil, Polihedral Oligomerik Silseskuioksan.
CO2 lazer gaz destekli nitrürlenmiş Ti-6Al-4V alaşımının Özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmanın amacı, Ti-6Al-4V alaşımının nitrürlenmesi, bu alaşımdan üretilecek ürünlerin dayanım, korozyon, aşınma ve özellikle implant uygulamalarında iyon salınım sorunları gibi durumlar ile karşılaşmayı en aza indirgemek, alaşımın kullanım süresini artırmak ve güvenilir olmasını sağlamak için kullanılabilecek etkin yöntemlerden biridir. Literatürde plaka şeklinde ki numuneler üzerinde, nitrür yüzeyi ile titanyum alaşım yüzeyinin karşılaştırmalarının yapılmasına yönelik yeterli çalışma bulunmaktadır. Nitrürleme işleminden sonra Ti-6Al-4V alaşımında oluşturulmuş olan nitrürlenmiş bölge ile Ti-6Al-4V alaşım arasında meydana gelen yapısal, mekanik ve biyolojik olarak gösterecekleri davranışları yapılmış olan diğer çalışmalar ışığında değerlendirilmiştir. Alaşımda nitrürlenmiş bölgenin mikroskobik analizi, nitrilmiş katmanın mikro yapısı, nitrürlenmiş tabaka ile ham bölgenin mikrosertlik derecesinin karşılaştırılması, çekme testlerinde numunelerin gösterdiği davranışın belirlenmesi ile bakteri tutunması açısından nitrürlemenin etkilerinin değerlendirilmesi bu çalışmanın esas amaçları içinde yer almaktadır.
Türkiye entomolojisi için kromozom veri tabanı programının hazırlanması
Böceklerin sınıflandırılması ve taksonomik sorunların çoğunun belirli seviyelerde çözüme kavuşturulmasında sitotaksonominin önemini anlamak için kromozomal özelliklerin kullanılması, entomolojik literatürde yer alan karyolojik verilere kolay ve düzenli bir şekilde erişim ihtiyacımız olduğu anlamına gelmektedir. Bu nedenle Türkiye böceklerine ait yayınlanan literatürden derlenen karyotip verileri için merkezi bir kaynak oluşturması amacıyla Türkiye Böcekleri Kromozom Veri Tabanı Programı geliştirilmiştir. Program, Microsoft Visual Studio Express 2017 platformunda Visual C# yazılım dili kullanılarak geliştirilmiş ve veri tabanı yazılımı olarak MS SQL Server 2008 R2 kullanılmıştır. Tasarımı yapılan program, Türkiye böceklerinin karyolojik verilerinin düzenlenmesine, erişimine ve yayılmasına olanak sağlayan kullanımı kolay bir veri tabanı sunmaktadır. Bu program Türkiye böceklerinin sitogenetik bilgisini kullanma ve geliştirme çabalarına ilham vererek böcek taksonomistlerini kromozomları daha çok kullanmaları konusunda teşvik edecektir.
Türkiye'de yetişen bazı Plantago L. (Plantagınaceae) türleri üzerinde sitotaksonomik bir araştırma
Bu çalışmada, Türkiye genelinde yayılış gösteren Plantago L. cinsine ait 2 tür (P. lanceolata L. (Sp. PL), P. lagopus L. (Sp. Pl.)), karyolojik ve sitotaksonomik bakımdan incelenmiştir. İncelenen türler, Arnoglossum seksiyonunda yer almaktadır. İncelenen türlerin (P. lanceolata, P. lagopus) kromozom çalışmaları için tohumlarından yararlanılmıştır. Kromozom çalışmaları sonucunda türlerin somatik kromozomlarının sayım ve ölçümleri yapılmıştır. Çalışılan her iki türde de kromozom sayısı P. lanceolata 2n=12, P. Lagopus 2n=12 bulunmuştur. Bütün kromozomlar median bölgeli (m) subterminal (st) ve submedian (sm) sentromerli bulundu.
Kaman (Kırşehir) bölgesi yeraltı suyu kalitesinin coğrafi bilgi sistemi (CBS) kullanılarak değerlendirilmesi
İnceleme alanı Kırşehir ili Kaman ilçesi sınırları içerisindeki yaklaşık 1800 km2'lik alanı kapsamaktadır. İnceleme sahasından sondaj ve kaynak sularından kurak (42 örnek) ve yağışlı (23 örnek) dönemlerde alınan su örneklerinin arazi ve kimyasal analizlerinden elde edilen verileri ve koordinatları CBS (ArcGIS Desktop 10.3) programı yardımıyla işlenerek, yoğunluk ve kirlilik haritaları oluşturulmuştur. Bu haritalar bölgenin jeoloji haritası ve bölgede yapılan önceki çalışmalar (jeoloji, hidrojeoloji ve maden yatakları) ile birlikte değerlendirilmiş, çalışma alanındaki yeraltı suyu kalitesi ve bunu etkileyen faktörlerin yorumlanması gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında elde edilen veriler değerlendirildiğinde, bölgedeki yeraltı suları metalik cevherleşmeye bağlı olarak güneyde arsenik (10.00-396.38 ppb), florit madeni zenginleşmelerine bağlı olarak batı ve kuzeydoğuda florür (1.5-3.35 ppm), florit madeninde zenginleşen uranyuma bağlı olarak kuzeydoğuda uranyum (kurak dönem=15.00-36.87 ppb, yağışlı dönem=15.00-33.68 ppb), tarım arazilerinde kullanılan gübrelere bağlı olarak batıda nitrat (50.00-109.94 ppm) ve kuzeyde amonyum (0.50-1.97 ppm), jips ve tuzlara bağlı olarak güneybatıda klorür (250.00-264.49 ppm) ve sülfat kirliliği (250.00-354.25 ppm) açısından problemli olduğu, suların içme suyu kullanılabilirliği yönünden olumsuz etkileneceği düşünülmektedir.
Kaman (Kırşehir) floritlerinin mineralojik-petrografik incelemesi ve süstaşı olarak kullanılabilirliği
Bu yüksek lisans tez çalışmasında Kırşehir iline bağlı Kaman ilçesi sınırları içerisinde yer alan Hamit, Karakütük, Bayındır ve Yeniyapan köyleri arasında kalan bölgede gözlenen floritler mineralojik, petrografik ve gemolojik olarak incelenmiştir. Çalışmada süstaşı özelliği taşıma olasılığı bulunan floritlerin tespit edilmesi, oluşum mekanizmalarının ve yan kayaç ilişkilerinin belirlenmesi ve gemolojik olarak değerlendirilebilirliğinin tespit edilmesi amaçlanmıştır. İnceleme alanındaki floritler, Üst Kretase yaşlı, gri- pembe renkli K-feldispat, plajiyoklas, kuvars, amfibol ve biyotit türü mafik mineralleri içeren Orta Anadolu Granitoyidlerinde faylara bağlı altere seviyelerde, birkaç santimetreden iki metreye kadar ulaşan damarlar halinde mor, yeşil, pembe, sarı ve beyaz renklerde gözlenmektedir. Petrografik incelemelerde floritler TN'de renksiz ya da morumsu; ÇN'de ise karanlık olarak gözlenmiştir. Yan kayacın ise kuvars siyenit olduğu belirlenmiştir. Yapılan süstaşı kesim çalışmalarıyla da çalışma alanındaki floritlerin süstaşı olarak değerlendirilebiliceği düşünülmüştür.
Kırşehir ili ceviz bahçelerinden izole edilen entomopatojenik fungusların karakterizasyonu ve Cydia pomonella (L.) (Lepidoptera:Tortricidae)'ya karşı patojenite testleri
Entomopatojenik funguslar (EPF'lar) zararlı böcek popülasyonlarını düzenlemede önemli bir rol oynarlar ve bu fungusların içirisinde, Beauveria ve Metarhizium spp. cinsi ticari olarak en önemli olan türleri içermektedir. Bu çalışmanın amacı, Kırşehir ili ve çevresinde bulunan ceviz bahçelerinden Beauveria ve Metarhizium cinslerina ait türlerin çeşitliliğini, dağılımı ve Cydia pomonella (L.) (Lepidoptera: Tortricidae)'ya karşı virülanslarını belirlemektir. Bunun için, Kırşehir ili ve çevresinde bulunan ceviz bahçelerinden 90 toprak örneği toplanmıştır. Seçiçi besiyeri kullanılarak Beauveria spp. ve Metarhizium spp. izolatları izole edildi. Toprak örneklerinde 40 adet fungus izolasyonu sağlanmış ve bu funguslar morfolojik ve moleküler (bloc ve β-tubulin sekansları) özelliklerine göre karakterize edilmiştir. Ayrıca seçilen sekiz EPF, laboratuvar koşullarında C. pomonella larvalarına karşı test edilmiştir. Fungus izolatlarının moleküler karakterizasyonuna göre izolatlar, Beauveria pseudobassiana (15), B. bassiana (12), Metarhizium robertsii (10) ve M. brunneum (3) olarak tanımlanmıştır. M. brunneum ELA-38 izolatı, 1 × 108 spor/ml konsantrasyonundaki doz uygulamasından sonra iki hafta içinde % 83 ölüme neden olmuştur. Sonuç olarak, bu çalışmadan elde edilen bazı EPF'ların C. pomonella'nın gelecekteki biyolojik mücadele programlarında yararlı olabileceği düşünülmektedir.
Annona muricata (Graviola) ekstraktı yüklü nanoparçacıkların kanser hücreleri üzerinde antiproliferatif etkisi
Annona muricata, Annonaceae familyasına ait ve birçok tıbbi kullanımıyla bilinen tropik bir bitki türüdür. Annona muricata 'nın kanser hücreleri üzerindeki toksik etkisi yapılan birçok çalışmada rapor edilmiştir. Bu çalışmada, Annona muricata 'nın meme kanseri hücrelerine taşınması için PHB kaplı demir oksit bazlı nanoparçacık tasarlandı ve terapötik etkinliğini in vitro olarak analiz edildi. Sentezlenen PHB kaplı manyetik nanoparçacıkların yapısal özellikleri, fonksiyonel grupları, boyut dağılımı ve manyetik özellikleri, X-ışını kırınımı(XRD), Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometresi(FTIR), transmisyon ve taramalı elektron mikroskobu(SEM ve TEM), dinamik ışık saçılımı(DLS), titreşimli numune manyetometrisi ve termogravimetrik analiz(TGA) ile karakterize edildi
Kentsel dönüşüm uygulaması: Kırşehir Bağbaşı örneği
Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde, konut sorunu de toplumsal bir sorun olarak öne çıkmaktadır. Bu sorun nüfus artışı, düzensiz kentleşme, göç, doğal afet, gelir adaletsizliği, kentsel dönüşüm ihtiyacı gibi bir takım faktörlerden kaynaklanmakta ve politikacıların çözmesi gereken sorunların başında gelmektedir. Bu bağlamda çoğu ülkede olduğu gibi ülkemizde de konut sorunun çözümünde kentsel dönüşüm kapsamında toplu konut üretimi yoluna gidilmektedir. Bahse konu kentsel dönüşüm sonrasında, toplu konutta ikamet eden insanların yapılan konutlara ilişkin algıları dönüşümün sonuçlarını anlamak açısından önemli hale gelmektedir. Yeni evine taşınan insanların ve ailelerin evleri, altyapıları, güvenlik ve ulaşım konularına ve çevresine yönelik memnuniyetleri, eski durumları ile karşılaştırmaları yapılan toplu konut yatırımının getirdiği faydalar veya sıkıntıları ortaya koymak açısından öne taşımaktadır. Bu araştırmanın amacı; kentsel dönüşüm uygulanan Kırşehir Bağbaşı bölgesinde ikamet eden bireylerin kentsel dönüşüm uygulamasına ilişkin memnuniyet düzeylerini incelemektir. Bu amaç doğrultusunda; söz konusu bölgede ikamet eden bireylerin iştiraki ile bir uygulama gerçekleştirilmiştir. Karma yöntemle gerçekleştirilen araştırmanın verileri anket kullanılarak toplanmıştır. Araştırma sonucunda kentsel dönüşüm uygulaması ile birlikte bireylerin konut, yaşam çevresi ve genel memnuniyet düzeylerinin artış gösterdiği belirlenmiştir. Bununla birlikte kentsel dönüşüm uygulaması kapsamında; konut kalitesinin düşüklüğü, sosyal donatı alanı yetersizliği, alışveriş mekanlarının eksikliği, yetersiz temizlik, çevre düzenlemesi yetersizliği, yeşil alanların eksikliği ve aidatların yüksekliği hususları iyileştirilmeye ihtiyaç duyulan temel sorun alanları olarak tespit edilmiştir. Bu çerçevede gelecek dönemde yapılacak kentsel dönüşüm uygulamalarına ilişkin memnuniyetin artırılması noktasında; bölge sakinlerinin sürece aktif katılımının sağlanması ve bu hususta teşvik edilmesi, konut kalitesi ile sosyal donatı alanlarını artıracak tedbirler alınması önerilmiştir.
Döküm presi ile elde edilen magnezyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, AZ91 Magnezyum alaşımı soğuk kamaralı basınçlı döküm makinesi ile üretilmiştir. ASTM çekme standartlarına uygun kalıplara döküm işlemi farklı parametreler (döküm sıcaklığı, kalıp içi basınç ve yolluk giriş hızı) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca geleneksek döküm yöntemi ile de test numuneleri üretilmiştir. Elde edilen numunelerin çekme testi, sertlik testi, aşınma testi ve mikro yapı analizleri yapılmıştır. Ayrıca basınçlı döküm yönteminde döküm işlem parametrelerin mekanik özelliklere etkisi belirlenmiştir Basınçlı döküm ve geleneksel döküm yöntemi ile üretilmiş numunelerin mekanik özellikleri kıyaslanmıştır. İlk ve ikinci numune için 1000 bar ve üçüncü numune için 1200 bar kalıp içi basınç değeri seçilmiştir. Yolluk giriş hızı 30 m/s, 45 m/s ve 45 m/s olarak belirlenmiştir. Sırasıyla 680°C, 680°C ve 640 °C döküm sıcaklığı uygulanarak çekme test numuneleri üretilmiştir. Döküm sıcaklığı ve kalıp içi basıncın sabit kalması ve yolluk giriş hızının 30 m/s den 45 m/s yükseltilmesi tane boyutunda irileşmeye ve mekanik özelliklerde (çekme dayanımı, sertlik değerleri ve aşınma direncinde) azalmaya sebep olmuştur. Döküm sıcaklığının 640 °C düşürülmesi ve kalıp içi basıncın 1200 Bar'a yükseltilmesi geleneksel döküm yöntemine yakın mukavemet değerleri elde edilmiştir. Aşınma testlerinde, basınçlı döküm yöntemi ile üretilmiş numunenin sertlik değerlerindeki artışla beraber sürtünme katsayısında azalmanın olduğu ve malzeme kaybının olmadığı gözlemlenmiştir. Geleneksel döküm yönteminde soğuma hızı, basınçlı döküm yöntemine göre yavaş olduğundan, basınçlı döküm yönteminde ince taneli yapı oluşması ile yüksek mekanik özellikler elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, çizelgeler halinde deneysel bulgular bölümünde verilmiştir.
Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak süperiletken bobin ve bobin yığınlarının elektromanyetik, termal ve elektromekanik analizi
Yenilenebilir enerji kaynakları, özellikle rüzgâr enerjisi sürdürülebilirlik ve güvenilirlik açısından daha verimli ve kompakt alternatif teknolojilere ihtiyaç duymaktadır. Yüksek sıcaklık süperiletkenler, bakıra göre çok küçük hacimlerde oldukça yüksek akımları kayıpsız veya çok düşük kayıpla elektriği iletebilmelerinden dolayı, elektrik üretim ve dağıtım teknolojisi için iyi bir alternatif olarak görülmektedir. Ancak, süperiletkenlik teknolojisi, hem bakıra göre daha pahalı hem de soğutma için ilave aygıtların kurulması gerektiği için güç teknolojisinde yaygın olarak kullanılması sınırlı kalmaktadır. Maliyetleri düşürmenin bir alternatifi, güç teknolojisinde kullanılan aygıtların prototip aşamasında hassas mühendislik hesapları ile optimize edilerek tasarlanmasıdır. Bu amaç doğrultusunda süperiletken aygıtların dizaynında kullanılabilecek sonlu elemanlar yöntemine dayalı simülasyon yöntemleri geliştirilmiştir. En yaygın olarak kullanılanı H- formülasyonuna dayalı yöntemdir. Ancak bu yöntem çok yavaş çalışmakta ve yalnızca süperiletken malzemeler için iyi sonuçlar vermektedir. H-formülasyonuna alternatif bir yöntem geliştirilmesi bu alanda çalışan araştırmacıların ortak hedefidir. Bu tezin hedefi süperiletken jeneratörlerin ana bileşeni olan süperiletken bobin ve bobin yığınlarının elektromanyetik, termal ve elektro-mekanik özelliklerinin analizleri için mevcut kullanılan yöntemlere alternatif yeni bir yöntem geliştirmektir. Bu doğrultuda, sunulan tezle süperiletken bobin ve bobin yığınlarının elektromanyetik, termal ve elektromekanik analizlerini yapabilen AV-formülasyonuna dayalı yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemin deneysel verileri türetebilecek hassasiyette olduğu gösterilmiştir. Geliştirilen yöntem, H- formülasyonuna göre oldukça hızlı dolayısıyla hem süperiletken bobin dizaynında hem de optimizasyonunda kullanabilecek düzeydedir.
Türkçe metinden konuşma sentezlemeye yönelik yapılan çalışmaların incelenmesi
Metinden konuşma sentezleme çalışmaları dijital ortamdaki her türlü bilginin sesli olarak iletilmesini sağlamaktadır. Doğal dil işleme çalışmaları ise doğal dilin yapısını daha iyi anlamak ve bilgisayar-insan etkileşimini kolaylaştırmak amacıyla yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında, öncelikle Türkçenin biçimbilimsel analizine yönelik bilgiler örneklerle birlikte verilmiştir. Ayrıca doğal dil işleme ile metinden konuşma sentezlemeye yönelik bir çalışmanın aşamaları incelenmiş ve literatürde kullanılan farklı yaklaşımlar sonuçları ile birlikte değerlendirilmiştir. Yapılan literatür taramasına göre belirli kriterlerle araştırmaya dahil edilen 19 çalışmanın incelemesi yapılmıştır. Çalışmacıların 12'si; yani yaklaşık %63'ü, vurgu ve tonlamalarda eksiklikler olduğunu, bu durumun iyileştirilmesinin; doğal dil işleme bilimi ile mümkün olduğunu savunmaktadır.