18
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Alüminyum geri dönüşüm süreci ve süreçte kullanılan malzemelerin alüminyum bileşenlerine etkileri
Bir alüminyum geri dönüşüm tesisinde, piyasadan kullanılmış olan alüminyumların toplanıp sınıflandırılmasından, müşteri tarafından talep edilen spesifikasyonlara uygun olarak üretilmiş alüminyum alaşımların sevkiyatına kadar olan ikincil alüminyum üretme işlemi bir süreç olarak düşünülmüş ve bu süreç esnasında kullanılacak malzemeler ve flakslar, ocağa ilave edilen gazlar, ergitme esnasında ulaşılan sıcaklıklar gibi başlıca parametrelerin bu süreç üzerine etkilerine değinilmiştir. Üretilen ürün bileşenlerine önemli bir parametre olarak etki eden geri dönüşümde kullanılan malzeme gruplarının, geri dönüşümle üretilen alüminyum alaşımı bileşenlerine katkısı regresyon analizi ile incelenmiştir.Anahtar Kelimeler İkincil alüminyum üretimi, regresyon analizi, alüminyum bileşenleri, geri dönüşüm süreci
Tekstil endüstrisi atıksularının arıtılmasında kullanılmak üzere lab/pilot ölçekte membran biyoreaktör tasarımı ve imalatı
Tekstil endüstrisi atık suları için önerilen fiziksel ve kimyasal yöntemlerin yüksek maliyet gerektirmeleri ve her boya için kullanılamıyor olmaları, uygulanmalarının sınırlı olmasına neden olmuştur. Son zamanlarda yapılan çalışmalar birçok boya türünü atık sudan giderebilme yeteneğine sahip yaygın mikroorganizma türlerinin mevcudiyetini vurgulamış ve biyoteknolojik metotları ön plana çıkarmıştır.MBR (Membran Biyoreaktörler) biyolojik parçalanma ve membran ayırma işlemi şeklindeki iki temel prosesin kombinasyonu olarak tanımlanabilir. Membran ünitesinde süspanse katıların ve biyolojik parçalanmayı gerçekleştiren mikroorganizmaların arıtılan sudan ayrılması tek proses olarak ifade edilebilir. Bütün biyokütle, hem reaktördeki mikroorganizma bekletme zamanını (çamur yaşı) hem de çıkış suyunun dezenfeksiyonunu sağlamak amacıyla sistem içinde tutulmaktadır.Son yıllarda polimer ve dolayısıyla membran teknolojisindeki çok hızlı gelişmeler ve üretim maliyetinin azaltılması sebebiyle gerek içme suyu gerekse de atıksu arıtma alanlarında membran prosesleri (özellikle mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyon) konvansiyonel sistemlerle maliyet açısından rekabet edebilir hale gelmiş ve geniş çapta uygulanmaya başlanmıştır.Bu çalışmada küçük ölçekte bir MBR tasarlanması ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Devreye alınan MBR sisteminde iki farklı biyokütle ile deneysel çalışmalar yapılarak tekstil atık suyunun arıtım çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Seramik fırınlarında atık baca gazından enerji geri kazanımı ve bir uygulama
Bilindiği gibi ülkemizde enerji kullanımı sanayi, binalar ve ulaştırma olmak üzere üç ana grupta gerçekleştirilmektedir. Bunlardan sanayi sektörü, ülkemizdeki nihai enerji tüketimi içindeki yaklaşık %36 ve elektrik tüketimindeki %55 düzeyindeki payı ile önemli bir yere sahiptir. Sanayi sektörü, gerek yüksek enerji tasarruf potansiyeline sahip olması, gerekse de sanayide tüketilen enerjinin çoğunlukla ticari enerji olması sebebiyle enerji tasarrufu çalışmalarında öncelikle ele alınması gereken bir sektördür. Bu çalışmada da yoğun enerji tüketen endüstri kollarından biri olan seramik sektöründe, bir vitrifiye seramik fırınında enerji verimliliğini arttırmak için fırın atık ısısından yararlanarak, sıcak su eldesi için bir ekonomizer tasarlanmış ve uygulaması yapılarak sonuçları ve faydaları değerlendirilmiştir.
AZ91 magnezyum alaşımlarında soğuma hızlarının mekanik ve korozyon özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, ağırlıkça %0.5 Pb veya %0.5 Ti içeren AZ91 Magnezyum (Mg) alaşımlarında soğuma hızının mikroyapı, mekanik ve korozyon özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla alaşımlar; dört farklı katılaşma hızı veren kademeli dökme demir kalıba dökülmüştür. Mg numunelerin mikroyapıları; optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), mekanik testleri; sertlik, çekme deneyleri ve korozyon davranışları; daldırma deneyi ve potansiyostat/galvanostat cihazından elde edilen polarizasyon eğrileri yardımı ile değerlendirilmiştir. Korozyon deneylerinde %3.5 NaCl çözeltisi kullanılmıştır. AZ91 Mg alaşımına ağırlıkça %0.5 Pb ve %0.5 Ti ilavesi taneler arası β (Mg17Al12) intermetalik fazının dağılımını, sürekliliğini ve genişliğini azaltmıştır. Mekanik deney sonuçları, soğuma hızının artmasına bağlı olarak alaşımların çekme ve akma dayanımlarının arttığını göstermiştir. AZ91 Mg alaşımı, ağırlıkça %0.5 Pb ve %0.5 Ti içeren AZ91 Mg alaşımlarına göre daha düşük çekme ve akma dayanımları göstermiştir. Daldırma deneyi sonuçları, soğuma hızı arttıkça alaşımın korozyon dayanımının arttığını göstermiştir. AZ91 alaşımına ağırlıkça %0.5 Pb ilavesiyle en hızlı katılaşan bölge dikkate alındığında korozyon kaybının %70 ve ağırlıkça %0.5 Ti ilavesiyle %90 oranında azaldığı görülmüştür. SEM analizleri, Pb veya Ti içeren alaşımlara göre korozyona en hassas alaşımın AZ91 olduğunu göstermiştir. AZ91 alaşımının Pb ve Ti içeren alaşımlara göre daha yüksek korozyona maruz kalmasının nedeni, mikroyapı içerisindeki Mg17Al12 intermetalik fazının miktarı ve morfolojisine dayandırılabilir. Polarizasyon testleri, soğuma hızının artması ile AZ91 ve ağırlıkça %0.5 Pb içeren alaşımlarının Ikor değerlerinin azaldığı buna karşılık ağırlıkça %0.5 Ti içeren Mg alaşımında Ikor değerlerinde ise çok az düşüş olduğu görülmektedir.
Farklı malzemelerden imal edilmiş plakalı ısı değiştiricilerinin atık ısı geri kazanım performanslarının deneysel analizi
Sanayinin bir çok alanında kullanılan sıvı ve gaz, proses tamamladıktan sonra yüksek miktarda enerji barındırdığı halde atıl duruma gelmektedir. Isı boruları, ısı değiştiricileri, atık ısı kazanları gibi ekipmanlardan yararlanılarak bu atıl enerjinin geri kazanılması mümkündür. Böylece aynı miktarda enerji girdisinden daha fazla verim alınarak ekonomiye katkı sağlanacak, çevre kirliliği azaltılacak ve ekolojik denge korunarak büyük kazanım elde edilecektir. Bu çalışmada; çapraz akımlı plakalı ısı değiştiricisi kullanılarak havadan havaya ısı geçişini sağlayacak bir ısı geri kazanım cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. İç ortamdan alınan kirli ve yüksek sıcaklığa sahip egzoz havası ile dış ortamdan alınan temiz ve düşük sıcaklığa sahip taze hava, plakalar arasından geçirilerek taze havanın sıcaklığının yükselmesi sağlanır. Bu amaçla alüminyum, polimer ve selülozik olmak üzere üç farklı malzemeden imal edilmiş ısı değiştiricileri temin edilmiş; hava hızı, taze hava ve egzoz havası giriş sıcaklıkları çalışma parametreleri olarak belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucu taze hava ve egzoz havası çıkış sıcaklıkları elde edilmiş, bu değerler kullanılarak ısıl hesaplamalar yapılmıştır. Ayrıca Taguchi deney tasarımı yöntemi kullanılarak ısıl etkenlik üzerinde etkisi olan parametreler, bunların etki dereceleri ve parametrelerin birbirleriyle etkileşimleri incelenmiştir. Analizler için Minitab (Release 16) istatistiksel yazılım programından faydalanılmıştır. Böylelikle sonuçların yorumlanması istatistiksel analizler ile desteklenmiştir. Bu analizlerde etkenlik değeri üzerindeki en etkili faktörün hava hızı olduğu ve faktörler arasında belirli bir etkileşim olmadığı sonucuna varılmıştır. Tüm ısı değiştiricilerinde en iyi ısıl performansın; taze hava giriş sıcaklığının birinci düzeyi olan 0 °C, hava hızının birinci düzeyi olan 1,2 m/s ve egzoz havası giriş sıcaklığının ikinci düzeyi olan 40 °C seçildiğinde elde edildiği tespit edilmiştir. Selülozik ısı değiştiricinin polimer ve alüminyum ısı değiştiricilerine göre tüm parametre değerlerinde çok daha iyi sonuç verdiği görülmüştür.
AA6XXX serisi alüminyum alaşımlarının yaşlandırma işlemine bağlı olarak işlenebilirliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, AA6013 ve AA6082 alüminyum alaşımlarında yaşlandırma işleminin alaşımın mekanik özellikleri ve işlenebilirlik özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, deneyde kullanılan AA6082 ve AA6013 alüminyum alaşımı numuneler 520oC'de ısıl işlem fırınında (8 saat) çözeltiye (solüsyona) alma işleminden sonra sıcak suya atılmış (75oC'de) daha sonra ısıl işlem fırınında (180oC'de) farklı sürelerde (1, 3, 6, 9, 12 ve 24 saat) bekletilerek suni yaşlandırma işlemi yapılmıştır. Yaşlandırma işlemi uygulanan numunelerin mekanik özellikleri ve işlenebilirlik özellikleri incelenmiştir. Yaşlandırma işlemi sonunda her iki alaşımın mekanik özelliklerinde artış gözlenmiştir. Yaşlandırma süresinin artmasına bağlı olarak alaşımların işlenmesi sırasında oluşan kesme kuvvetlerinde artış görülmüştür. Alüminyum alaşımlarında 6 saat yaşlandırma işlemi sonunda yüksek mekanik özellikler elde edilmiştir. Alaşımlarda, 6 saat yaşlandırma süresi sonunda elde edilen mekanik özellikler ve işlenebilirlik özellikleri ile 24 saat sonunda ulaşılan değerler arasında önemli bir artış gözlenmemiştir.
Magnezyum alaşımlarının işlenebilirliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, AS serisi magnezyum (Mg) (AS11, AS21, AS41, AS61, AS91)alaşımlarında Al içeriğinin işlenebilirliğine etkisi araştırılmıştır. Mikroyapısal karakterizasyon mikroskop incelemeleri ve x-ışını difraksiyonu (XRD) analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Mekanik özellik karakterizasyonu, sertlik ve çekme testleriyle yapılmıştır. Alaşımların işlenebilirliğinde farklı işleme parametreleri seçilerek işlenebilirlik özellikleri incelenmiştir. İşlenen yüzeylerin yüzey pürüzlülük ve kesme kuvveti değerleri, alaşımların işlenmesi ile oluşan talaşlar ve kesici uç yüzeylerinde meydana gelen aşınma ve talaş yığılması incelenerek sonuçlar değerlendirilmiştir. Alaşımların mikroskobik incelemeleri, mekanik test sonuçları ve işlenebilirlik verileri literatür ışığında değerlendirilmiştir. Sonuçlarda, AS serisi magnezyum alaşımlarının mikroyapısında gözlemlenen intermetalik fazların miktarı alaşım içerisinde bulunan %Al miktarındaki artışa bağlı olarak arttığı gözlenmiştir. Al miktarındaki artış ile mikroyapıda bulunan intermetalik fazların alaşımların işlenebilirliği ve mekanik özellikleri üzerinde etkili olduğu gözlenmiştir. Al ilavesi ile alaşımların akma ve kopma mukavemetinin ve sertliği artarken, % uzama azalmaktadır. Hem Al miktarındaki artış hem de kesme hızındaki artışa bağlı olarak alaşımların işlenebilirliği azalmaktadır. Ayrıca, bütün alaşımlarda kesme hızı arttıkça kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü artmıştır.
Yakıt harmanlarının dizel enjektör nozulları üzerinde etkisinin deneysel incelenmesi
Dizel motorlar yüksek basınçlı yakıtın piston içinde sıkışmış olan havanın içine püskürtülmesiyle meydana gelen yanma prensibiyle çalışır. Bir pompa vasıtasıyla yakıt sıkıştırılarak yüksek basınca çıkartılır. Piston içerisine alınan hava ise pistonun üst ölü noktaya hareketi sırasında sıkıştırılır. Piston hareketi üst ölü noktadan alt ölü noktaya hareket etmeye başladığı anda yakıt enjektörü vasıtasıyla piston içerisine yakıt püskürtülür ve sıkışmış havayla karşılaşan basınçlı yakıt tutuşarak yanmayı başlatır. Piston içerisinde artan basınç hızla pistonu alt ölü noktaya doğru iter ve hareketi krank miline aktarır. Gelişen teknoloji ile birlikte dizel motorlar çoğu alanda yerini yeni nesil dizel motorlara bırakmıştır. Bu motor teknolojisine CRDI (Common-Rail Direct Injection) denir. Yeni sistemde yakıt püskürtme basıncının artması ve yakıtın püskürtmesinin kontrolü ile motorun verimi artmış ve yakıt ekonomisi iyileşmiştir. Dizel yakıtın püskürtülme basıncının yanında enjektör uçlarındaki deliklerin standartlara uygun olması işletme ömrünün uzun olması sistemin verimi açısından önem taşımaktadır. Enjektörlerin uçlarındaki deliklerde meydana gelen hasar verimi önemli ölçüde etkilemektedir. Bu nedenle yakıtın iyi olması sistemin maksimum fayda sağlaması için yeterli olmadığı gibi sistem elemanlarının da iyi düzeyde olması bakımından incelendiğinde enjektörün en önemli parçalardan biri olduğu görülmektedir. Enjektördeki hasar durumu doğrudan yanmanın kalitesini ve verimi etkilemektedir.
Dizel partikül filtre karakterizasyonu
Yapılan tez çalışmasında, dizel araçların egzoz gazı arıtma sistemlerinde kullanılan dizel partikül filtrenin üretim süreçlerinin tespiti, kimyasal kompozisyonun belirlenmesi ve yapı çözümlenmesi için farklı karakterizasyon teknikleri ile analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ikincil elektron detektörü (SEM-SE), geri yansıyan elektron detektörü (SEM-BSE ), enerji saçınımlı x-ışını detektörü (SEM-EDX) ve x-ışınları saçınımı (XRD) karakterizasyon teknikleri kullanılmıştır. Optik mikroskop ile dizel partikül filtrenin makroyapı analizi yapılmış olup kare şeklindeki açık ve kapalı hücrelerden oluştuğu ve ekstrüzyon şekillendirme tekniği ile üretildiği bilgisine ulaşılmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM-SE-BSE-EDX) ile elementel analiz ve mikroyapı analizi yapılmış olup, temel olarak silisyum ile karbon elementlerinden oluştuğu, SiC tanelerinin 10-50 µm tane boyutu aralığında, keskin köşeli morfolojide olduğu ve reaksiyon bağlamalı üretildiği tespit edilmiştir. XRF cihazı ile elementel analizi yapılarak SEM-EDX sonuçlarını destekler nitelikte sonuçlar elde edilmiştir. Termal, mekanik ve fiziksel testler yapılarak mukavemeti, yoğunluğu, ısıl iletkenlikleri hakkında bilgi edinilmiştir. Toplam % gözenek miktarı ve bulk yoğunluğun belirlenmesinde Arşimet prensibi uygulanmıştır. XRD ile yapılan analiz sonucunda ana faz SiC olarak tespit edilmiştir. Yapılan çalışma bu tür parçaların yerli üretiminin yapılması için ilk adımı oluşturmaktadır. Dizel partikül filtreler hakkında detaylı teknik bilgiler elde edilerek ülkemizde üretimi için önemli bir aşama kaydedilecektir.
Ön ısıtıcı ve kalsinatörlü çimento fabrikasına ait döner fırın prosesi üzerinde enerji ve ekserji analizlerinin uygulanması
Enerji tüketiminde en büyük pay, yüksek enerji maliyetleri ile sanayi sektörüne aittir. En çok enerji tüketen sektörlerden biri çimento endüstrisidir. Hızla gelişen dünyada hızla artan sanayileşmenin doğal bir sonucu olarak çimento sektörüne yönelik artan talep, bu sektörde kullanılan enerjinin de artmasına sebep olmaktadır. Bunun yanı sıra, enerjinin etkin kullanımı daha da önem kazanmaktadır. Bu nedenle çimento sektöründe üretilen ve üretime karşılık tüketilen enerjinin takibi büyük önem taşımaktadır. Dünyadaki diğer ülkelerde olduğu gibi, Türkiye'de de çimento sektöründe büyük miktarda enerji kullanılmaktadır. Toplam sisteme giren enerjinin ne kadar etkin kullanıldığının belirlenmesi söz konusu olduğunda enerji verimliliği büyük önem taşımaktadır. Enerji verimliliğinin belirlenmesi, daha kontrollü ve bilinçli enerji kullanımını sağlayacaktır. Enerjiyi etkin bir şekilde tasarruf etmek için enerji kayıplarının yaşandığı aşamanın tespiti ile, bu kayıp enerjilerin geri kazanımı için alternatif yöntemler sunulabilecektir. Bu çalışmada, bir çimento fabrikasında döner fırının enerji ve ekserji analizi dahil olmak üzere termodinamik analizler yapılmıştır. Bu nedenle çimento üretim prosesi için kütle ve enerji dengeleri hesaplanmıştır. Tüm veriler temel olarak saat alınarak değerlendirilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre, enerji verimi % 62, ekserji verimi ise % 36 olarak bulunmuştur. Ayrıca enerji ve ekserji sonuçları kullanılarak yakıt enerjisi tükenme oranı, verimlilik eksikliği oranı, iyileştirme potansiyeli değerleri hesaplanmıştır.
Az91 magnezyum alaşımının korozyon özelliklerinin ti mikro alaşımlama ile geliştirilmesi
Bu çalışmada, aynı şartlarda üretilmiş (benzer katılaşma hızı ve benzer kimyasal bileşimde) AZ91 ve Ti ile mikro alaşımlandırılmış AZ91 (%ağ. 0.5 Ti) alaşımlarının farklı Fe içeriğine bağlı (%ağ. 0.02, 0.025, 0.05 ve 0.1 Fe) Korozyon Davranışları-Fe Tolerans Limit Değeri arasındaki ilişki araştırılmıştır. Alaşımlar, 750 °C'de ve SF6 gazı altında kokil kalıba döküm yöntemi ile üretilmiştir. Mg numunelerin mikroyapı analizleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM-EDS) ve X Işını Difraktometre (XRD) kullanılarak yapılmıştır. Korozyon davranışları %3.5 NaCl çözeltisinde, daldırma deneyi ve potansiyodinamik polarizasyon test yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Deneysel sonuçlar, her iki alaşımda (AZ91 ve AZ91Ti) Fe oranının artması ile taneler arası β (Mg17Al12) intermetalik fazının dağılımını, sürekliliğini ve kabalaşmasını arttırdığını göstermiştir. AZ91 alaşımda, β fazının kabalaşması Fe oranının artışı ile çok daha aktif iken AZ91Ti alaşımlarında kabalaşma çok daha az olmuştur. Polarizasyon testleri, Fe oranı artışının her iki alaşımda da korozyon akım yoğunluğu (Ikor) değerlerini arttığını, buna karşılık ağırlıkça %0.5 Ti içeren Mg alaşımında ise Ikor değerlerinde çok daha az artış olduğunu göstermiştir. Sonuçlar, AZ91 alaşımı Fe limit değerinin % 0.05 olduğunu bu değerden sonra korozyon kaybındaki artışın çok daha hızlı olduğunu göstermiştir. Ti, AZ91 alaşımlarında çok yüksek Fe empürite oranlarında (%0.1 Fe) dahi korozyon direncini kayda değer oranda arttırmaktadır.
Nitrürleme ve akımsız Ni-P ile ınconel 625 kaplamanın yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Yüksek sıcaklık ve yüksek korozif ortam gibi zorlu koşullarda deniz ve petrol endüstrisi gibi çeşitli uygulamalarda nikel esaslı süper alaşımlar içerisinde Inconel 625 yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu malzemelerin aşınma ve korozyon dirençleri nispeten çok düşüktür. Bu nedenle süper alaşım üreticileri servis koşullarında nikel esaslı süper alaşımların aşınma ve korozyon direncini iyileştirmek için çeşitli yöntemler uygulamaktadır. Bu yöntemlerden biri parçanın tümünü aşınmaya ve korozyona dirençli özel malzemelerden imal etmektir, fakat bu da pahalı bir yöntemdir. Ancak, aşınma ve korozyon; yüzey hasarı olduğundan dolayı uygun bir yüzey modifikasyon tekniği ile maliyet azaltılabilir ve nikel esaslı süper alaşımların servis ömrü düşük maliyet ve seri üretim kolaylığı ile uzatılabilir. Son yıllarda yüzey birden fazla işleme tabi tutularak yüzey modifikasyon işlemi gerçekleştirilmektedir. Isıl püskürtme uygulanmış Inconel 625 kaplamalar tekrar yüzey işlemi görerek modifiye edildiklerinde ise servis ömürleri daha uzun ve çalışma performansları daha yüksek olabilir. Bu çalışmada, düşük karbonlu çelik (St 37) üzerine yüksek hızlı oksijen-yakıt (HVOF) püskürtme işlemi ile Inconel 625 kaplamanın yapısal, korozyon, mekanik ve aşınma davranışı incelenmiş, elde edile sonuçlar HVOF Inconel 625 kaplama + pulse plazma nitrürleme ve HVOF Inconel 625 kaplama + akımsız Ni-P kaplamanın birleşimi olan dubleks yüzey işlemleriyle karşılaştırılmıştır. HVOF yöntemi ile püskürtülen Inconel 625 kaplama üzerine pulse plazma ile nitrürasyon işlemi 520 C işlem sıcaklığı, 12 saatlik işlem süresi ve % 75 N2 - % 25 H2 gaz karışım oranında gerçekleştirilirken, akımsız Ni-P kaplama hazırlamak için ticari bir akımsız nikel kaplama banyosu kullanılmıştır. Bu işlemlerden sonra mekanik özelliklerin tespit edilmesi için mikrosertlik ölçümleri, tribolojik özelliklerin belirlenmesi için ileri-geri aşınma deneyleri yapılmıştır. Ayrıca elektrokimyasal çalışmalar için potansiyostat cihazı, yapısal özelliklerin tespit edilmesi için X-Işınları Difraksiyonu (XRD), Optik Mikroskop (OM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, uygulanan pulse plazma nitrürleme ve akımsız Ni-P yüzey işlemleri HVOF püskürtülen Inconel 625 kaplamanın korozyon ve tribolojik özellikleri üzerine olumlu etkileri olduğu belirlenmiştir.
Düşük karbonlu çeliğin yüzey özelliklerinin grafen içerikli kompozit kaplama ile iyileştirilmesi
Kompozit kaplamalar üstün özelliklerinden dolayı endüstriyel ve teknolojik alanlarda geniş uygulama alanlarına sahiptir. Mekanik, otomotiv, kâğıt mili, gıda ve imalat endüstrisinde kullanılan ve kullanım alanına göre kalınlığı nm seviyesinden başlayan ve mm seviyesine kadar kalınlığa ulaşan kaplama tabakalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bahsi geçen uygulamalar için üretilecek kaplamalardan üstün mekanik özellikler, yüksek aşınma direnci, yüksek termal kararlılık gibi özellikler istenmektedir. Kompozit kaplamalar bu tür uygulamalar için iyi bir adaydır. Bu çalışmada St37 çelik altlık üzerine Nikel ve Nikel/Grafen kompozit kaplama tabakaları Doğru Akım (DC), Pulse Akım (PC) ve Pulse Reverse Akım (PRC) olmak üzere üç farklı akım türünde ve farklı grafen miktarlarına bağlı olarak Watt tipi banyo kullanılarak üretilmiştir. Akım yoğunluğunun farklı akım türlerinde üretilen kaplamaların özelliklerine etkileri incelenmiştir. Üretilen kaplamalar taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları difraksiyonu (XRD) metodu kullanılarak karakterize edilmiştir. Akım türünün sertlik ve aşınma davranışına etkileri incelenmiştir.
Mikro alaşımlandırılmış az serisi magnezyum alaşımlarının in vitro biyoçözünürlük özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, AZ31 alaşımı ve Ti ile mikro alaşımlandırılmış versiyonunun (ağ. %0.1Ti, AZ31Ti) yapay vücut sıvısı (SBF) ortamında korozyon ve korozyona bağlı mekanik davranışları araştırılmıştır. Ayrıca, karşılaştırma amaçlı AZ91 Mg alaşımı da kullanılmıştır. Mikroyapı analizleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve X Işını Difraktometre (XRD) kullanılarak yapılmıştır. Mekanik test sonuçları; sertlik ve çekme deneyleri ile, korozyon deneyleri; daldırma deneyleri, SBF çözeltisinde, 37.5±0.5℃'de (24, 72 ve 336 saat) dinamik koşullar altında ve elektrokimyasal ölçümler ile değerlendirilmiştir. Bununla birlikte daldırma ve elektrokimyasal korozyon deneyleri süresince de hidrojen (H_2) gazı konsantrasyon ölçümleri yapılmıştır. Mikroyapı çalışmaları, AZ31 alaşımında β (Mg_17 Al_12) intermetalik fazlarının tane sınırlarında dağılmış ve nispeten köşeli parçacıklar halinde oluştuğunu Ti mikro alaşımlandırma ile söz konusu β fazlarının boyutlarının daha küçük boyutta ve küresel hale dönüştüğünü göstermiştir. AZ91 alaşımında ise β fazları tane sınırlarında çok daha büyük boyutlarda ve ağ yapısında oluşmuştur. AZ31 ve AZ31Ti alaşımlarının çekme dayanımları ve sertlikleri birbirine yakın değerler gösterirken Ti mikro alaşımlandırma ile alaşımının akma dayanımında dikkate değer artış gözlenmiştir. Al oranın artışı (AZ91) ile alaşımın sertlik, çekme ve akma dayanımlarının arttığı gözlenmiştir. Elektrokimyasal test sonuçları, AZ31Ti alaşımı ile kıyaslandığında AZ31 alaşımının korozyon akım yoğunluğunun (Ikor) daha büyük olduğunu buna karşılık Al oranın artışı ile Ikor'un azaldığını göstermiştir. Daldırma deneyi sonrası kesit SEM analizleri ise; Al oranının artışının korozyon ilerlemesindeki rolünün çok daha etkili olduğunu göstermiştir. AZ31 alaşımının Ti ile mikro alaşımlandırılması sonucu SBF ortamında mekanik dayanımlarının çok daha iyi olduğu görülmüştür. Elektrokimyasal testler ve uzun süreli daldırma deneyleri, en yüksek H_2 gazı konsantrasyonunun AZ91 alaşımında, en az H_2 gazı konsantrasyonunun ise AZ31Ti alaşımında meydana geldiğini göstermiştir.
Plastisite modellerinin sac metal formlama sonlu elemanlar analizleri üzerine etkilerinin tespiti
Sac metaller ağırlık/dayanım oranlarından ötürü başta otomotiv olmak üzere pek çok sektörde tercih edilmektedirler. İnce malzemelerle çalışıldığından ve karmaşık ürün formları hedeflendiğinden sac metal şekillendirme prosesleri genelde karmaşık prosesler olarak bilinmektedir. Çoğunlukla seri üretim ürünü olarak tercih edilmelerinden dolayı sac metal kalıp takımları oldukça pahalıdır. Bu nedenle kalıp takımlarının tasarım aşamasında telafi edilme zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Günümüzde bu amaçla en sık kullanılan yöntem sonlu elemanlar analizidir. Sonlu elemanlar analizlerinin ise tahmin hassasiyetlerinin yüksek olması gerekmektedir. Hassasiyete etki eden en baskın parametre ise malzemelerin plastik davranışının tanımlandığı malzeme modelleridir. Yapılan tez çalışmasında sonlu elemanlar malzeme modellerinin tahmin performansına etkisi incelenmiş olup bu amaçla derin çekme, kare kutu çekme ve V-kalıpta eğme prosesleri 4 farklı malzeme (DP600, DP980, DC05, AA5754) için incelenmiştir. Çalışmada izotropik malzeme-izotropik pekleşme kabulü yapan (Power Law), anizotropik malzeme-izotropik pekleşme kabullü yapan (Hill-48, Barlat-89) ve anizotropik malzeme - kinematik pekleşme kabullü yapan (Yoshida - Uemori) dört farklı malzeme modeli kullanılmıştır. Gerçekleştirilen simülasyon sonrasında sonuçlar deneysel veriler ile kıyaslanarak sonlu elemanlar tahmin performansları ortaya konulmuştur. En hassas tahminlerin tüm modellerde kinematik pekleşme kabullü yapan malzeme modeli ile elde edildiği tespit edilmiştir.
Dizel partikül filtre uygulamaları için poroz SiC esaslı kompozitlerin üretimi
Motorlu taşıtlar, hava kirliliğinde önemli bir paya sahiptir. Bu handikap, emisyon kontrol teknolojilerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. İçten yanmalı dizel motorlarda, yanma sonucu oluşan egzoz gazındaki kirleticilerin en önemlileri; Partikül Madde (PM), Azot Oksitler, Hidrokarbonlar ve Karbon Monoksit'tir. Dizel Partikül Filtre (DPF); PM emisyonunun azaltılmasında kullanılan, teknik olarak en uygun çözümlerden biridir. Gerçekleştirilen Yüksek Lisans çalışmasında; ticari alanda kullanılan DPF'lere göre malzeme çeşitliliği anlamında alternatif olabilecek, gerek filtreleme performansının iyileştirilmesi, gerekse motor performansını artırmaya yönelik SiC (Silisyum Karbür) Esaslı Kompozit üretimi; mikroyapı – özellik – basınç farklılığı üçgeni baz alınarak araştırılmış, laboratuvar ölçeğinde DPF'nin birim ögesi sayılabilecek duvar yapısının üretimi gerçekleştirilmiştir. Ticari SiC DPF'lerin performansının artırılmasına yönelik iğnemsi tanelerin geliştirilmesiyle ilgili bir çalışma literatürde daha önce yapılmamıştır. Bu noktadan hareketle, çalışmanın özgün ve innovatif yön kazanabilmesi açısından, DPF'nin duvar gözenek yapısı içinde iğnemsi taneler meydana getirecek özgün komposizyonlar geliştirilmiştir. Çalışma sonrasında üretilen SiC esaslı kompozit yapılı DPF duvarının, basınç farklılığı testleri yapılmış ve mevcut ticari SiC DPF'lerin geçirgenlik özellikleri ile teknik olarak karşılaştırılmıştır. Bununla beraber; açık porozite oranı tayini, bulk yoğunluğu ölçümü, sinterleme sonrası ağırlık değişimi tayini, SEM'le mikroyapı analizi, EDX'le elementel analiz, XRD'yle faz analizi ve civa porozimetresiyle gözenek boyutu ve boyut dağılımı analizi yapılarak özellikler karakterize edilmiştir. Çalışmaların sonucunda gözenekler içerisinde ~1,4 m uzunluğunda, ~0,2 m çapında Si3N4 iğnemsi taneler içeren, %49,37 açık porozite ortalamasına, 5,03 m ortalama gözenek boyutuna, ortalama 6,57.10-14 m2 darcy geçirgenliğine sahip kimyasal kompozit malzeme geliştirilmiştir. Karşılaştırma yapıldığında; ticari SiC DPF'nin karakteristikleri ise sırasıyla %50-60 açık poroziteye, ~11-12 m ortalama gözenek boyutuna ve 3,91.10-12 m2 darcy geçirgenliğine sahiptir. Anahtar Kelimeler: Dizel Partikül Filtre, Gözenekli Seramik, Silisyum Karbür, Kompozit, Geçirgenlik
Jüt ve doğal keçe destekli kompozit malzemenin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada selüloz esaslı jüt lifinden dokunmuş "jüt kumaş" ve protein esaslı yün lifinden dokusuz kumaş "keçe" kullanılarak üretilen kompozitlerin mekanik özellikleri ve darbe dayanımları araştırılmıştır. Sadece jüt kumaş takviyeli, sadece keçe takviyeli ve karma, hem jüt kumaş hem de keçe takviyeli olmak üzere Vakum İnfüzyon yöntemi ile üç farklı tipte kompozit imal edilmiştir. Yüzey yapışma özelliklerinin arttırılması amacı ile jüt kumaşa alkali işlem uygulanmıştır. Çekme deneyleri ile üretilen kompozitlerin kopma gerilmeleri ve elastisite modülleri belirlenmiştir. Darbe dayanımlarının belirlenmesi amacı ile de kompozitler kademeli olarak farklı enerjiler ile delinme, nüfuziyet ve geri sekme davranışlarında test edilmiştir. Keçe ve jüt kumaştan hazırlanan karma kompozit' in darbe dayanımı her iki yüzey içinde test edilmiş ve keçe yüzün darbeyi karşıladığı durumda meydana gelen hasarın daha az olduğu görülmüştür.
Eklem aşınma simülatörü tasarımı, imalatı ve kalça eklemi uygulaması
Bu çalışmanın amacı; kalça, diz ve omurga eklemleri ve onların implantlarının aşınma davranışını incelemek için bir eklem aşınma simülatörü tasarlamak, imal etmektir. Ayrıca, imal edilen eklem aşınma simülatörünü test etmek amacıyla sığır eklem kıkırdağı numuneleri ve kuzu diz eklemi ile aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Öncelikle kalça, diz ve omurga eklemlerinin anatomic ve biyomekanik özellikleri incelenerek tasarımı yapılacak eklem simülayörünün tasarım parametreleri belirlenmiştir. Bu amaçla eklem simülatörü imal eden firmaların simülatörleri de incelenerek tasarım fikri oluşturulmuştur. Daha sonra bilgisayar destekli olarak simülayör tasarımı yapılmıştır. Tasarımı tamamlanan simülaörün imalatı gerçekleştirilmiştir. Simülatörün test edilmesi amacıyla üç farklı aşınma testi gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, kayma ve dönme sürtünmesi ile eklem kıkırdağının aşınmasını değerlendirilmiştir. İkinci aşınma deneyinde kuzu kalça ekleminde yağlayıcının sürtünme ve aşınmaya etkisi de incelenmiştir. Bovine serumu kullanılarak bu solüsyonun kıkırdak aşınmasındaki etkisi araştırılmıştır. Üçüncü teste ise kuzu diz eklemlerinde menisküsün, aşınmaya etkisini incelemek amacıyla menisküslü ve menüsküssüz kuzu diz eklemleri eklem simülatörüne bağlanarak aşınma testleri gerçekleştirilmiştir.