43
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Nanomalzemelerle güçlendirilmiş radyasyon zırhlama özelliğine sahip polimer kompozit üretilmesi
Bilim dünyasındaki gelişmeler radyasyonun birçok sektörde kullanımını yaygınlaştırmıştır. Ancak radyasyonun sağladığı yararların yanında hayati öneme sahip zararları da gözler önüne serilmiştir. Bunun sonucunda radyasyondan faydalanırken zararlarını en aza indirme gereksinimi birçok araştırmaya konu olmuştur. Bu tez çalışmasında polimer bağlayıcı kullanılarak radyasyon ışınlarını soğurma özelliğine sahip polimer kompozitlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Üretilen kompozit numunelerde matris fazında polimer bağlayıcı olarak tereftalik polyester reçinesi, takviye fazında ise cam elyaf dokumalar kullanılmıştır. Takviye fazında ayrıca nanomateryal takviyesi olarak %0,01, %0,05 ve %0,1 oranlarında tek duvarlı karbon nanotüp (SWCNT) kullanılmıştır. Üretilen kompozitlerin radyasyon zırhlama etkinliği arttırmak amacıyla kompozit malzeme üretiminde dolgu malzemesi olarak reçine ağırlığının %50'si oranında mikronize kolemanit, barit ve manyetit kullanılmıştır. Tüm dolgu grupları için referans numuneler de hazırlanarak toplamda 15 farklı tipte kompozit plaka üretilmiştir. El yatırması yöntemiyle üretilen kompozitlerin; mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla çekme, eğilme ve darbe dayanımı testleri, fiziksel özelliklerini belirlemek için ise termal iletkenlik ve yoğunluk testleri yapılmış, SEM analizi gerçekleştirilerek de malzeme karakterizasyonları belirlenmiştir. Numunelerin nötron radyasyonlarına karşı soğurma performansları 2 Ci aktiviteye sahip 4-5 MeV enerjili 241Am-9Be nötron kaynağına sahip deney düzeneğinde test edilmiştir. Gama radyasyonu geçirgenlik testleri ise ortalama 1,233 MeV enerji değerine sahip 60Co kaynağına sahip deney düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar analiz edilerek birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan soğurma testlerine göre nötron parçacıklarını en yüksek zırhlama performansı %94,09 oranındaki performansıyla 2,68 cm kalınlığa sahip %0.05 SWCNT takviyeli Kolemanit dolgulu kompozit plaka göstermiştir. Gama ışınlarına karşı en yüksek zırhlama performansı ise lineer zayıflatma katsayısı (µ) ve yarı değer kalınlığı (HVL) sırasıyla 0,101 cm-1 ve 6,871 cm olarak hesaplanan %0,1 SWCNT barit dolgulu numunede (BC-1) elde edilmiştir. Sonuçlar; SWCNT takviyesinin nötron radyasyonuna karşı belirgin etkisinin olmadığını, gama radyasyonuna karşı ise kompozitlerin lineer zayıflatma katsayılarını en fazla %27 oranında arttırdığını göstermiştir.
Kaplanmış agregaların hafif beton üretiminde kullanabilirliği
Günümüzde, beton yaygın olarak kullanılan bir yapı malzemesi olup beton üretiminde toplam hacmin %60-75'ini agregalar oluşturmaktadır. Hafif beton üretebilmenin yollarından biri, beton içerisinde kullanılan agregaların hafif agrega olarak tercih edilmesidir. Bu yolla doğal veya yapay hafif agregaların beton içerisinde tercih edilip düşük yoğunluk ve ısı yalıtımı gibi amaçlarla hafif beton üretimi gerçekleştirilmektedir. Ülkemiz, özellikle pomza kaynakları açısından büyük potansiyele sahip olsa da hafif beton üretimi ve kullanımı açısından günümüzde hala istenilen seviyeye ulaşılamamıştır. Hafif betonların üretiminde kullanılan doğal hafif agregaların en temel özellikleri, iç yapılarının yüksek oranda boşluklu oluşu ve çimento ile yeterli aderansı sağlayabilecek bir yapıda olmalarıdır. Bu çalışmada, Kayseri-Talas yöresine ait pomza, agregası dört farklı su/bağlayıcı oranına sahip çimento hamuru ile kaplanmıştır. Kaplanmış agregaların temel fiziksel ve mekanik özellikleri incelenerek taşıyıcı hafif beton üretiminde kullanılmıştır. Kaplanmış ve kaplanmamış pomza agregalar kullanılarak üretilen taşıyıcı hafif betonlara basınç dayanımı, çekme dayanımı, eğilme dayanımı ve elastisite modülü tayini deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre kaplanmış pomza agregalar kullanılarak üretilen taşıyıcı hafif betonların bütün değerlerinde önemli derecede iyileşmeler ve artışların meydana geldiği tespit edilmiştir. Böylece çimento hamuru ile kaplanmış pomza agregaların taşıyıcı hafif beton üretiminde kullanılabileceği belirlenmiştir.
Orta ve ileri düzey robotik kodlama eğitimleri için internet odaklı sensör kartı tasarım ve imalatı
Günümüzde teknolojide dijital dönüşüm çalışmaları başlatılmaktadır. Bu çalışmalar endüstriden eğitime kadar her alanda yapılmış olmasının yanı sıra, yapılırken yararlanılan en temel bileşen ise 'Nesnelerin İnterneti' konusu olmaktadır. Ancak bu konunun literatür incelendiğinde daha çok endüstriyel alanlarda kullanıldığı görülmektedir. İnternet ile yetişen yeni neslin interneti tam olarak öğrenemeden büyümesi, iş hayatlarında daha çok zorlanmalarına sebep olacaktır. Öğrenciler genç yaşlarda yazılım ve elektronik konusunda eğitim aldığı zaman, başta geleceğin teknolojisi robotik olmak üzere havacılık, savunma sanayi ve uzay teknolojileri gibi çeşitli alanda projeler geliştirebileceklerdir. Bu çalışmada, robotik kodlama konusunu, bir diğer üst seviye olan "Nesnelerin İnterneti" konusu ile birleştiren bir eğitim kiti tasarlanmış ve kasasıyla beraber imalatı yapılmıştır. Kullanılacak sensörler ve devre elemanları, piyasadaki ihtiyaçlar göz önüne alınarak tespit edilmiş ve muadillerinden farklı olarak; modüler, kullanıcı dostu ve çocukların gelişimine katkı sağlayabilecek şekilde seçilmiştir. Bu sayede, otomasyon, haberleştirme, elektronik ve robotik konularının temel olarak öğrenilmesi hedeflenmektedir. Tasarlanan kart, dahili kablosuz bağlantıları bulunan ve çift çekirdekli işlem gücüne sahip mikroişlemci ile kullanılacak sensörleri üzerinde barındıran elektronik bir karttır. Hem kendi aralarında hem de internet bağlantısı olan herhangi bir cihazla iletişim kurarak içerisine yüklenen algoritmayı çalıştırabilmektedir. Çalışmada ilk olarak elektronik kart tasarımı ve imalatı, ardından dış kabuk imalatı yapılmıştır. Donanımsal olarak tamamlanan kartın son olarak test yazılımı yapılarak cihaz içerisine yüklenmiş ve üretimi tamamlanmıştır.
Float tekniğiyle cam üretiminde rejeneratif fırından kaynaklı hatalar ve önleme yöntemleri
Cam insan hayatının her alanında ve ekonomide önemli bir yere sahiptir. Cam üretiminde oluşan hatalar da aynı ölçüde ekonomik kayba neden olabilmektedir. Camda oluşan hatalar, harmanın hazırlanması, ergitilmesi, afinasyona uğraması, şekillendirilmesi ve tavlanması kademelerinin herhangi birinde meydana gelebilmektedir. Hataların üretim sırasında hangi kademede meydana geldiğini bulmak çok güçtür. Bundan dolayı hata camda oluştuktan sonra tespit edilebilmekte ve buna göre müdahaleler yapılabilmektedir. Bu çalışmada, float tekniğiyle düz cam üretiminde yandan ateşlemeli rejeneratif fırın prosesi hakkında detaylı bilgiler verilerek, çalışma prensibi ve bu fırınlarda üretilen camlarda oluşabilen hatalar ve önleme yöntemleri tartışılacaktır. Düz cam üretimi sırasında rejeneratif fırından kaynaklı hatalar fırın çalışma sürecindeki aksaklıklar ve hammadde kompozisyonundan kaynaklı olarak sınıflandırılabilir. Rejeneratif fırından kaynaklı hataların önüne geçilebilmek veya miktarını azaltmak için fırın sıcaklık ve operasyonel faaliyetlerin kontrol altında tutulması, fırın içi gözlemlerinin çok iyi yapılıyor olması gerekmektedir. Özellikle fırın yapısını oluşturan refrakterler termal, mekanik ve kimyasal etkileşimler sonucu deformasyona uğrayarak camda hatalara sebebiyet vermektedir. Bu süreklilik arz eden kaçınılmaz bir mekanizmadır. İyi takip edilmeli ve zamanında önlemler alınmalıdır. Bu mekanizmanın hızı fırın çalışma koşullarıyla alakalıdır. Hammadde kaynaklı hataların en büyük sebebi kontaminasyonlar, tartım yanlışlıkları, tane boyutlarının, nem miktarının ve harman sıcaklığının istenilen seviyede olmamasından kaynaklanır. Bunların kontrol altında tutulması harman kaynaklı hataların minimum seviyede olmasını sağlar. Düz cam üretimi sırasında rejeneratif fırın ve hammadde kaynaklı tespit edilen hatalar, stereo mikroskop yardımıyla görüntülenmiş ve analiz edilmiştir. Bu hataları önlemek veya azaltmak için ne gibi tedbirler alınması gerektiğine dair bilgiler ve öneriler detaylı olarak sunulmuştur. Bunlardan biri; Endüstri 4.0 kapsamında geliştirilen sistemlerle fırın sıcaklık, harman ve köpük hatlarının kontrollerinin otomatik olarak daha sıkı ve daha sistematik bir şekilde yapılmasıdır. Bunun sonucu daha kaliteli bir düz cam üretimi yapılabilir ve enerjiden tasarruf sağlanabilir.
Nonilfenol etoksilatların etkin şekilde uzaklaştırılması için sentetik grafit sentezi
Endüstrileşme ve nüfusun artmasıyla beraber mevcut su kaynakları kirlenmeye başlamıştır. Kirlilik seviyesi farklı kaynaklardan gelen kirleticiler nedeniyle canlı yaşamını tehdit edecek konsantrasyonlara ulaşmıştır. Bu kirletici kaynaklarının öncüleri, tekstil sanayi, ilaç sanayi, boya sanayi, tarım ilaçları ve kentsel atıklardır. Bu kaynaklardan çıkan kirleticiler nedeniyle sular dolaylı ya da doğrudan etkilenmektedir. Bu kirleticileri gidermek amacıyla çalışmalar yapılmış, farklı metotlar geliştirilmiş ve geliştirilmeye devam edilmektedir. Günümüzde sulardaki kirleticiler arasında boyalar, yüzey aktif maddeler ve tarım ilaçları önemli bir yer kaplamaktadır. Bu kirleticilerin su içerisindeki konsantrasyonları az miktarda olmasına rağmen bunlar canlı organizmalar için toksik etkilere sahiptirler. Bu nedenle bu kirleticilerin giderilmesi önemli ve gerekli bir konudur. Tez konusu kapsamında atık sulardan bazı mikrokirleticilerden olan nonilfenol etoksilatın giderilmesi amacıyla elektrokimyasal yöntemler kullanılarak termo genişletilmiş grafit (TGG) sentezlenmesi hedeflenmiştir. Sentezlenen termo genişletilmiş grafitin, SEM, FTIR, EDS, BET ve Elemental analiz kullanılarak karakterizasyonu belirlenmiştir. Elde edilen analiz sonuçları dikkate alınarak mikrokirleticilerin termo genişletilmiş grafit üzerine tutunduğu bir adsorban elde edilmiştir. Bu adsorban malzeme sayesinde diğer arıtma yöntemlerine kıyasla kirleticilerin giderilmesinde hızlı, etkin, maliyeti az ve geniş bir aralıkta uygulanabilirliği olan bir proses tasarlanmıştır.
Farklı lif katkılı polimer harçların özelliklerinin araştırılması
Beton günümüzde sudan sonra en çok kullanılan ikinci yapı malzemesidir. Betonun dayanımı üzerine yapılan araştırmalar gün geçtikçe artmaktadır. Polimer betonlarda lif kullanımı ise son zamanlarda araştırmacıların dikkatini çekmektedir. Bu tez kapsamında; betona %5 oranında poliüretan katılarak poliüretan katkılı beton elde edilmiştir. Elde edilen betona doğal liflerden Hindistan cevizi lifi (HLPOL) ve cam elyaf lifi (CLPOL) farklı oranlarda (%0, %0,5, %1, %1,5) 20 mm uzunluğunda ilave edilerek, polimer katkılı betonlarda doğal ve yapay liflerin etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla taze haldeki betonlara yayılma çapı deneyi ve sertleşmiş betonlarda birim hacim ağırlık, 7 ve 28 günlük numunelerin basınç ve eğilme dayanımı deneyleri ve 28 günlük numunelerin ultrasonik ses dalga testi (UPV) deneyleri yapılmıştır. Ayrıca numunelerin içyapı analizleri için SEM–EDS analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada 7 günlük numunelerin basınç dayanımında en iyi sonuç %1 oranında hindistan cevizi lifi içeren HLPOL 5- serisinden ve 28 günlük kür süresi sonunda ise %1 hindistan cevizi lifi içeren HL 0-1 serisinden elde edilmiştir. Eğilme dayanım deneyi sonuçları incelendiğinde 7 ve 28 günlük kür sonunda %1,5 cam elyaf lifi içeren numunelerin (CL 0-1,5) optimum sonuç verdiği belirlenmiştir. Ultrasonik ses dalga testi sonuçları incelendiğinde en iyi sonucu 2,0 km/s ile CL 0-1 serisinin sağladığı gözlemlenmiştir. Çalışmanın sonucunda; doğal bir lif olan hindistan cevizi lifinin ve yapay bir lif olan cam elyaf lifinin %5 poliüretan katkılı polimer beton içerisinde optimum %1 olarak kullanılabilirliği belirlenmiştir.
Metan tespit robotu üretimi ve ısı dayanımının kompozit malzeme kullanımı ile yükseltilmesi
19. yüzyıldan itibaren robotlar risk faktörünün yüksek olduğu çalışma ortamlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çöp fabrikalarında yoğun miktarda bulunan metan gazının tutuşarak patlaması ve akabinde ciddi can ve mal kayıplarına yol açması, bu alanda güvenlik robotlarının kullanımını zorunlu hale getirmiştir. Bu çalışmada, bulunduğu alanda tarama yaparak metan sızıntısını tespit eden mobil bir güvenlik robotu geliştirilmiştir. Metan sızıntısı tespit edildiğinde robot uyarı vererek patlama koşulları oluşmadan önce metan gazının tahliye edilmesine olanak sağlamaktadır. Gerekli önlemler alınsa da patlama riski hiçbir zaman tamamen ortadan kalkmamaktadır. Bu nedenle aleve ve yüksek sıcaklığa maruz kalması durumunda, iç sıcaklığın belirli bir süre boyunca içerideki elektronik aygıtların zarar görmeyeceği seviyede tutulması adına robotun ısı dayanımı artırılmıştır. Bu işlem için iki ayrı materyal kullanılmıştır. Birinci materyal robotun tutuşmaya karşı dayanım kazanmasını sağlayacak olan paslanmaz çelik sacdır. İkinci materyal ise ısı yalıtımını sağlayacak olan seramik elyaftır. Şasinin tasarım ve üretiminin ardından seramik elyafın paslanmaz iç gövdeye sabitlenmesi ile ısı yalıtım işlemi tamamlanmıştır. Isı dayanımının artırılmasının ardından yapılan testlerde robot 200°C sıcaklıkta 15 dakika boyunca içerisindeki elektronik aygıtları korumayı başarmıştır. Robotun yüksek sıcaklığa dayanıklı hale gelmesi, olası bir yangının ilk dakikalarında ortam verisini dışarı aktarmasına ve gerekli önlemlerin alınmasına imkân sağlayacaktır.
Diatomit ve pomza ikameli çimentoların hidratasyon reaksiyonlarının ve yüzey özelliklerinin spektroskopik yöntemlerle araştırılması
Ülkemizde ve dünyada gün geçtikçe artan çevre kirliliği ve küresel ısınma çimento teknolojisinde yeni ürün geliştirme çalışmalarının artmasına sebep olmaktadır. Söz konusu bu yöntemlerden biri de çimentoya doğal ya da yapay puzolanik malzemelerin ikamesidir. Yapılan bu çalışmada ülkemizde ciddi miktarda rezervi olan diatomit ve pomza kullanılmıştır. Günümüze kadar yapılan çalışmalar puzolonik malzemelerin, beton ve çimentoların fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde pozitif etkilerinin olduğunu göstermektedir. Ayrıca puzolonik malzemelerin üretimde kullanılması ile çevre kirliliği azaltılmakta ve enerji kaynakları da korunmaktadır. Literatür incelendiğinde genellikle çimentodan daha ince bir yapıya sahip olan pomza ve diatomitin çimento ve beton teknolojisinde kullanımı ile geçirimliliği azalttığı dolayısı ile pozolonik özelliğine de bağlı olarak dayanım ve dayanıklılık özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Çalışmada öncelikle hammaddelerin fiziksel, kimyasal, mineralojik ve mikro yapısal özellikleri belirlenmiştir. Sonrasında referans olarak CEM I 42.5 R tipi Portland çimentosuna, %10 ve %20 oranlarında diatomit ve pomza ayrı ayrı; %5 ve %10 pomza ve diatomit birlikte ikame edilerek 7 farklı çimento elde edilmiştir. Bunlarla üretilen çimento harçlarının 2, 7, 28 ve 90. günlerinde basınç dayanımları, ayrıca hazırlanan çimento hamurlarının su ihtiyacı, priz süreleri ve genleşme değerleri belirlenmiştir. Bunun yanı sıra hazırlanmış çimento hamurlarının 2, 7, 28 ve 90. günlerinde hidratasyon reaksiyonunu tespit edebilmek için XRD, FT-IR, DTA-TGA ve SEM yöntemleri kullanılmıştır. İlaveten hammaddelerin yüzey özellikleri belirlenerek aralarındaki uyumun anlaşılması için zeta potansiyel ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Tüm veriler sonucunda diatomit ve pomzanın ayrı ayrı ya da birlikte çimento içerisine ikamesi ile meydana gelen reaksiyonlar tespit edilmiştir. Bu analizlerden XRD, FT-IR ve DTA-TGA sonuçları, hem sadece pomza, diatomit, hem de pomza ve diatomit içerikli çimentonun 90. günde yüksek bir hidratasyon derecesine sahip olduğunu ve bu hidratasyonun devam edeceğini göstermektedir. Ayrıca 90. günde bu çimentoların kimyasal olarak bağlı su içeriğinin PÇ ile aynı, hatta bir miktar üzerinde oluştuğu belirlenmiştir. Bununla birlikte SEM görüntüleri bu çimentoların hidratasyon yaşı arttıkça çok daha yoğun bir mikro yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Sonuçlar, puzolanik malzemelerin erken yaşlarda, harçların basınç dayanımını düşürdüğünü göstermiştir. Ancak 28. günde PÇ 42.5 R tipi çimentonun minimum mukavemet değerlerinin üzerinde basınç dayanımına ulaşılmış, 90. günde ise hem %10 pomza ikameli hem de %5+5 pomza ve diatomit ikameli harçların basınç dayanımı değerlerinin referans harçtan daha yüksek elde edildiği tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: Diatomit, Pomza, Hidratasyon, Termal analiz, Mikro yapı.
Tarihi yapı çevrelerinde yer döşemeleri için alternatif harç önerisi: Topkapı Sarayı örneği
Kültür mirasının en önemli yapılarından biri olan Topkapı Sarayı'nın çevre düzenlemesi Osmanlı dönemi yaşantısına uygun olarak tasarlanmıştır. Sarayın fiziksel, kültürel, sosyal ve tarihsel bütünlüğü içinde belgelenmesi, analiz edilmesi ve değerlendirilmesi, bu değerlendirmeler doğrultusunda da korunmasına yönelik veri tespitlerine gidilerek kararların alınması gerekir. Yer döşemeleri, kullanım işlevine göre farklı malzemeler ile kaplanmış ve biçimlendirilmiş mekânın oluşumunda en temel peyzaj elemanlarıdır. Malzeme açısından estetik uyumluluğu, işlevi, iklim ve kullanım üzerindeki basınca karşı dayanıklılığı, ekonomik olarak kullanım süresinin belirlenip maliyetin ortaya konulması yer döşemeleri için belirleyici önemli etkenlerdir. Bu tez çalışmasında, Topkapı Sarayı çevresindeki yer döşemelerinde kullanılan doğal kaplama taşların türleri ve bozulma durumları hakkında bilgi verilmesi, bu doğal taşların hızlı bir şekilde hasara uğramasını engelleyip sürdürülebilirliğini sağlamak için çimento içerikli olmayan yer döşemesi harçlarının üretilmesi amaçlanmıştır. Çalışma alanın mevcut yer döşemelerinde kullanılan malzemeler için Cumhurbaşkanlığı Milli Saraylar Daire Başkanlığı'ndan izin alınarak, çalışma alanı fotoğraflarla belgelenmiştir. Tarihi yapının çevresine ait yer döşemeleri için kullanılan ve farklı nedenlerle deformasyona uğrayan taş ve harç malzemeler araştırılmış, ancak harç içeriğinde çimento bağlayıcı malzemesinin kullanılmasından dolayı özgün harçlara ulaşılamamıştır. Literatür kapsamı doğrultusunda, İstanbul Rölöve ve Anıtlar Müdürlüğü ile İstanbul Restorasyon ve Konservasyon Bölge Laboratuvar Müdürlüğü'nün denetiminde yapılan, sarayın mutfaklar bölümünün zemin kotuna yakın duvarına ait harç analizi referans alınmıştır. Korumanın sürekliliği açısından onarım çalışmalarında kullanılmak üzere doğal taşlarla uyumlu çalışabilecek çimento içerikli olmayan puzolanik, organik ve kompozit malzeme katkılı alternatif yer döşemesi harçlarının üretilmesi gerçekleştirilmiş, üretilen harçlar üzerinde fiziksel, mekanik ve petrografik özellikler açısından FESEM, EDS, XRD analizleri yapılmış, harçların analiz sonuçlarından elde edilen verilere göre ölçümler arasında farklılığın karşılaştırılmasında tek yönlü ANOVA Tukey testi kullanılmıştır. Üretilen yüksek gözenekli, düşük birim hacim ağırlıklı ve yeterli basınç dayanımlı çimento katkısız Seri 4 ve Seri 5 harçlarının tarihi yapı çevrelerine ait sert zemin yürüyüş yollarında, Seri 2 ve Seri 3 harçlarının da revak altları gibi kapalı alanlarda yer döşemesi harcı olarak kullanılması önerilmektedir.
Boyalı ağaç malzemenin temizlenmesinde çevre dostu bazı medyaların kullanılabilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada, ahşap malzeme yüzeylerinde bulunan eskimiş ve koruyucu özelliğini kaybetmiş koruyucu katmanlarının modern temizleme yöntemlerinden olan basınçlı bir sistem yardımı ile çevre dostu bazı medyalar ve farklı temizleme parametreleri kullanılarak temizleme etkilerinin araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, sarıçam (Pinus sylvestris L.) odunlarının yüzeyine sentetik ve su bazlı boyalar uygulanmış, daha sonra ise örnekler 100 gün süre ile deniz koşullarında (Karadeniz) bekletilerek yaşlandırılmıştır. Ardından Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu'nun (TÜBİTAK) 221O709 proje numaralı desteği ile kabin tipi tam otomasyon boya temizleme makinesi (KATTABOT) tasarlanıp üretilmiştir. Üretilen bu makine ile örnek yüzeylerindeki yaşlanmış katmanlar bazı çevre dostu medyalar ile farklı temizleme parametreleri kullanılarak kuru ve sulu bir şekilde temizlenmiştir. Boya temizleme işlemi sonrası örnek yüzeylerinde meydana gelen değişimleri tespit etmek için rutubet (TS ISO 13061-1), temas açısı (TS EN 828: 2013), sertlik (ASTM D 2240-15), parlaklık (TS EN ISO 2813; 2014), renk (ASTM-D 2244-22), yüzey pürüzlülüğü (TS EN ISO 21920-2) yüzey aşınma miktarı (ASTM-G76-95) testleri uygulanmıştır. Ayrıca örnek yüzeylerinde ve kimyasal yapılarında meydana gelen değişimler, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Transform İnfrared Spectroscopy (FTIR) ile belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırma sonucunda, kuru yöntem kullanılarak kayısı çekirdeği granülü ile 90° temizleme açısı, 2,5 bar basınç, 5 mm nozul çapı 7 cm temizleme mesafesinde örnek yüzeylerinde bulunan boya katmanlarının etkili bir şekilde temizlendiği gözlemlenmiştir. Bu parametreler doğrultusunda, kontrol örneklerine göre, parlaklık değerlerinde %313, sertlik değerlerinde %26, aşınma değerlerinde %17, temas açısı değerlerinde %109'luk bir azalma, yüzey pürüzlülük değerlerinde ise %14935'lik bir artış belirlenmiştir. Toplam renk değişiminde en yüksek ve en düşük değer arasında %733 oranında bir değişim elde edilmiştir. SEM görüntülerinden elde edilen sonuçlara göre, boya temizleme işlemi sonrası kontrol örneklerine göre örneklerin yüzey profillerinin bozunduğu, FT-IR analizlerine göre ise örneklerin kimyasal yapısında herhangi bir değişim olmadığı tespit edilmiştir.
Geçiş metali içeren kompozit elektrotların araştırılması ve ileri oksidasyon süreçlerinde uygulanması
Geçiş metalleri, metal oksitler ve bunların kompozit bileşikleri, çok boyutlu morfolojik yapıları nedeniyle yüksek yük depolama, aşınma direnci ve elektron taşıma kapasitelerine sahiptir. Son yıllarda, geçiş metalleri doğada fazlaca bulunması ve düşük maliyetleri nedeniyle elektrokimya alanında bir araştırma noktası haline gelmiştir. Elektrokimyasal yöntemlerden biri olan elektrooksidasyon yöntemleri, yüksek verim, kolay kontrol ve çok yönlülük nedeniyle atık su arıtımında etkili bir çözümdür. Geçiş metalleri daha hızlı elektron transferi, daha düşük iç dirençler, yüksek kararlılık, aşınmaya ve korozyona karşı direnç gibi tek metal oksitlerden daha iyi elektrokimyasal özelliklere sahiptir. Bu tez çalışmasında Nikel, Krom, Kobalt ve Tungsten gibi çeşitli geçiş metalleri Titanyum yüzeylere HVOF kaplama yöntemi ile kaplanmıştır. Farklı içerik oranları ile hazırlanan kompozit elektrotlar ile tekstil atık suyunda elektrooksidasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda elektrooksidasyon yöntemi ve kompozit elektrotlar kullanılarak tekstil atık suyunda Renk ve KOİ giderimi amaçlanmıştır. Geliştirilen kompozit elektrotların yüzey yapıları, malzeme karakterizasyonu, elektrokimyasal davranışları ve verimleri elektrooksidasyon süreçlerinde incelenmiştir. Tungsten Karbür esaslı kompozit malzeme ile kaplanan titanyum elektrotların yüzey yapısının homojen ve kaplama malzemesinin kristalize olduğu belirlenmiştir. Elektrooksidasyon süreçleri sonunda Tungsten Karbür esaslı kompozit elektrotlar (WC/Co/Cr, WC/Ni ve WC/Co) ile en yüksek renk giderim verimi %93,7 seviyesinde ölçülmüştür. KOİ giderimi verimi ise, tungsten karbür esaslı WC/Co/Cr kaplı elektrot malzemesi ile arıtım sonrası en yüksek değer %87,27 olarak ölçülmüştür. Bu tez çalışmasında geçiş metalleri ile üretilen kompozit elektrotların tekstil atık suyu arıtımında etkili ve yüksek verimli olabileceği ortaya çıkarılmıştır.
Aşındırıcı su jeti yöntemi ile delinen karbon fiber takviyeli polimer malzemede kriyojenik işlemin delaminasyon deformasyonuna etkilerinin incelenmesi
Karbon fiber takviyeli polimer malzemeye uygulanan kriyojenik işlemin aşındırıcı su jeti yöntemi ile delinmesinde deliklerde oluşan deformasyonlara etkileri araştırılmıştır. Çalışmanın başlangıcında CFRP malzemeler -180 °C'de azot gazı kullanılarak 6 saat (6Kİ), 12 saat (12Kİ), 18 saat (18Kİ) olmak üzere farklı bekleme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmıştır. Ayrıca deliklerde oluşan deformasyonu karşılaştırmak amacı ile kriyojenik işlem uygulanmayan numunelerde (0Kİ) hazırlanmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış ve uygulanmamış tüm numunelere ASJ yöntemiyle; 3800 bar su basıncı, 1 mm nozul mesafesi, 750 mm/dak, 80 mesh garnet, aşındırıcı akış oranı 350 gr/dak, 0.76 mm iç çapa nozul ile sabit delme parametrelerinde 8, 12, 16 mm çaplarında delikler delinmiştir. Delme işlemlerinde oluşan deformasyonlar CMM cihazı, yüzey pürüzlülük cihazı ve mikro yapı görüntüleme cihazları kullanılarak tespit edilmiştir. Yapılan ölçümler, değerlendirmeler sonucunda; 8 mm çaptaki delikler için ortalama dairesellik hatası 0Kİ numunelere göre 6Kİ numunelerde %14 iyileşme olduğu görülmüştür. 12 mm çaptaki delikler için ortalama dairesellik hatası 0Kİ numunelere göre 6Kİ, 12Kİ numunelerde %37 iyileşme olduğu görülmüştür. 16 mm çaptaki delikler için ortalama dairesellik hatası 0Kİ numunelere göre 18Kİ numunelerde %20 iyileşme olduğu görülmüştür. 8 mm çaptaki delikler için ortalama kerf açısı 0Kİ numunelere göre 18Kİ numunelerde %8 iyileşme olduğu tespit edilmiştir. 12 mm çaptaki delikler için ortalama kerf açısı 0Kİ numunelere göre 18Kİ numunelerde %15 iyileşme olduğu görülmüştür. 16 mm çaptaki delikler için ortalama kerf açısı 0Kİ numunelere göre 12Kİ numunelerde %5 iyileşme olduğu görülmüştür. 8 mm çaptaki delikler için ortalama delaminasyon hatası en düşük 18Kİ numunede 1,018 oranı, en yüksek 12Kİ numunede 1,022 olarak tespit edilmiştir. 12 mm çaptaki delikler için ortalama delaminasyon hatası en düşük 18Kİ numunede 1,012 oranı, en yüksek oran 0Kİ numunelerde 1,016 olarak tespit edilmiştir. 16 mm çaptaki delikler için ortalama delaminasyon hatası en düşük 6Kİ, 12Kİ, 18Kİ numunelerde 1,009 oranı, en yüksek oran 0Kİ numunede 1,01 olarak tespit edilmiştir. 8 mm çaptaki delikler için ortalama yüzey pürüzlülüğü değerinde 0Kİ numunelere göre 18Kİ numunelerde %17 iyileşme olduğu görülmüştür. 12 mm çaptaki delikler için ortalama yüzey pürüzlülüğü değerinde 0Kİ numunelere göre 18Kİ numunelerde %33 iyileşme olduğu görülmüştür. 16 mm çaptaki delikler için ortalama yüzey pürüzlülüğü değerinde 0Kİ numunelere göre 18Kİ numunelerde %44 iyileşme olduğu görülmüştür.
Endüstriyel fırınlarda enerji verimliliği için hidrojen kullanımı: Çok kriterli karar verme ve Bayes ağı destekli teknoloji yol haritası senaryoları
Paris Anlaşması, küresel ısınmayı sınırlandırmak ve iklim değişikliğiyle mücadele etmek için uluslararası iş birliğini teşvik etmektedir. Bu bağlamda, yenilenebilir enerji kaynakları ve hidrojen gibi alternatif enerji çözümleri önemli bir rol oynamaktadır. Hidrojen, düşük karbonlu ekonomiye geçişte etkili bir seçenek olarak öne çıkmakta ve çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlamaktadır. Bu çalışma, hidrojenin yüksek enerji tüketen endüstriyel fırınlarda kullanımına odaklanarak literatüre yeni bir perspektif kazandırmayı hedeflemektedir. Hidrojenin endüstriyel fırınlardaki kullanımını değerlendirmek için Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) ve İdeal ve Negatif İdeal Çözümüne Göre Sıralama Tekniği (TOPSIS) yöntemleri kullanılmıştır. AHP analiziyle, çevresel ve ekonomik kriterler açısından hidrojenin önceliği belirlenmiş ve bu sonuçlar, TOPSIS için giriş verisi olarak kullanılmıştır. TOPSIS yöntemiyle hidrojenin alternatif enerji kaynaklarına göre çevresel ve ekonomik performansı değerlendirilmiş ve hidrojenin üstün bir seçenek olduğu ortaya konmuştur. Hidrojenin teknolojik gelişim süreçlerinin planlanması için Teknoloji Yol Haritası (TYH) yöntemi kullanılmış, endüstriyel süreçlere entegrasyonu için stratejik bir yol haritası oluşturulmuştur. Ayrıca, Teknoloji ve Strateji (T&S) planlarıyla hidrojenin üretim, dağıtım ve uygulama süreçlerinde karşılaşılan teknik ve stratejik engellere yönelik somut çözüm önerileri geliştirilmiştir. Bayes ağı modeli ise hidrojen teknolojilerinin çevresel ve ekonomik etkilerini farklı senaryolar altında modelleyerek belirsizliklerin olası etkilerini değerlendirmiştir. Sonuçlar, hidrojenin cam üretiminde kullanılan endüstriyel fırınlarda fosil yakıtlara alternatif olarak kullanılmasının karbon emisyonlarını azaltabileceğini, enerji verimliliğini artırabileceğini ve çevresel etkileri azaltabileceğini göstermektedir. Ayrıca, hidrojen teknolojilerinin uzun vadeli entegrasyonu için yapılan bu kapsamlı analizler, sürdürülebilir enerji sistemleri ve ekonomik faydalar sağlayacak somut stratejiler sunmaktadır.
Termoplastik kauçuk ile toklaştırılan mineral ve elyaf katkılı poliamid kompozitlerin özelliklerinin incelenmesi
Özellikle EPDM ve cam bilyeler gibi termoplastik elastomerlerle güçlendirilmiş kompozit malzemelerin incelenmesi, çeşitli endüstriyel uygulamalar için gerekli olan darbe dayanımı ve aşınma direnci gibi mekanik özelliklerin iyileştirilmesine ve geliştirilmesine yönelik fayda sağladığından çok önemlidir. Bu tez çalışmasının amacı, termoplastik elastomer katkısının (EPDM) cam bilye dolgulu naylon bazlı kompozit malzemelerin mekanik özellikleri üzerindeki etkisini araştırmaktır. Kompozit malzemeler, naylon-6 mühendislik polimerlerine dolgu maddesi olarak cam bilyelar (ağırlıkça %5, 10, 15 ve 20) ve sabit oranda (ağırlıkça %8-12-16) EPDM termoplastik elastomer eklenerek üretilmiştir. Granül formdaki kompozit malzemelerin üretimi endüstriyel bir çift vidalı ekstrüderde gerçekleştirilmiştir. Test numuneleri, bir enjeksiyon kalıplama makinesi kullanılarak standartlara göre hazırlanmış bir enjeksiyon kalıbında kalıplanmıştır. Deneysel çalışmalar çekme, darbe, sertlik testleri, sürtünme aşınma gibi fiziksel ve mekanik özellikleri içermektedir. Kompozitlerin aşınma ve kırılan yüzeyinin mikroyapısal özelliklerini ve kimyasal bileşimlerini belirlemek için taramalı elektron mikroskobu, yüzey topografyasını çıkarmak optik emisyon spektrometresi kullanılmıştır. Deneylerin sonuçları, kompozit malzemelerin çekme mukavemeti, çekme modülü, sertlik değerlerinin artan cam bilye dolum oranı ile arttığını göstermiştir. Bununla birlikte, darbe dayanımı ve kopma uzaması değerleri artan cam bilye dolum oranı ile azalmıştır. Cam bilye dolgulu naylon-6 polimer kompozite EPDM elastomer ilavesi ile kompozit malzemelerin çekme dayanımı, çekme modülü, sertlik değerleri azalırken, darbe dayanımı ve kopma uzaması değerleri artmıştır. Aşınma deneylerinde ise PA6 polymerine EPDM ve cam bilye ilavesiyle sürtünme katsayısı değerleri belirgin olarak azalmış ve aşınma direnci artmıştır.
Fuzel yağı-dizel yakıt karışımlarına hidrojen ilavesinin yanma karakteristiğine ve emisyonlara olan etkilerinin incelenmesi
Her geçen gün artan enerji ihtiyacı ve kullanılan enerji kaynaklarının oluşturduğu çevre kirliliğinin artmasıyla petrol esaslı yakıtların yerini alabilecek yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları çalışmaları hızla artmaktadır. Petrole alternatif olarak kullanılan yakıtlar arasında tercih edilen alkol bazlı yakıtların içten yanmalı motorlarda kullanılmasıyla ilgi çalışmaların son zamanlarda hızla arttığını görmekteyiz. Fuzel yağı alkol üretiminde damıtma işleminde elde edilen bir üründür. Bu çalışmada, öncelikle fuzel yağı (F) dizel yakıtına (D) hacimsel olarak %15 oranında katılarak F15 yakıtı elde edilmiştir. Ek yakıt olarak emme manifoldundan farklı akış debilerde (10, 20 ve 30 L/dak) hidrojen gazı verilerek test yakıtları elde edilmiştir. Test yakıtları sırasıyla D, F15, F15+10 Lpm H2, F15+20 Lpm H2 ve F15+30 Lpm H2 olarak adlandırılmıştır. Elde edilen test yakıtlarının 3 silindirli, su soğutmalı ve ön yanma odalı dizel bir motorda yanmaya, performansa ve emisyonlara olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler sabit 2000 d/d sabit motor devrinde ve farklı motor yüklerinde (15, 30, 45 ve 60 Nm) gerçekleştirilmiştir. İlk deneyler referans verileri elde etmek için dizel yakıtı (D) ile yapılmıştır. Daha sonra diğer test yakıtları ile aynı şartlar altında deneyler gerçekleştirilmiştir.
Ambalaj sektöründe kullanılma potansiyeli olan uçucu korozyon inhibitörünün (VCI) geliştirilmesi
Bu araştırmada, bor-amin kompleksi, karboksilik asit ve ester gruplarını içeren uçucu korozyon inhibitörü (VCI) karışımının, %3,5 NaCl çözeltisi içindeki St37 karbon çeliğinin korozyon davranışı üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. VCI'nin korozyona karşı ne kadar etkili koruma sağladığını belirlemek için elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve tafel polarizasyonu (TP) testleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, inhibitörün etkinliğini doğrulamak için sanayide yaygın bir şekilde kullanılan TL-8135-0043 standardına uygun VCI testleri gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, inhibitörün çelik yüzeyinde oluşturduğu koruyucu kaplamayı incelemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDAX) ve atomik kuvvet mikroskopu (AFM) kullanılmıştır. EIS bulguları, daha yüksek VCI konsantrasyonları ile ilişkili olarak korozyon direncinde belirgin bir artış olduğunu göstermiştir. Nyquist grafiklerinin analizi, VCI'nın %71,24 koruma sağladığını ortaya koydu. Karakterizasyon sonuçları, inhibitörün yüzeye yapışarak yük transferini engellediğini ve korozyon hızını azalttığını göstermiştir. TP testleri, VCI'nın anodik tip inhibitör olarak işlev gördüğünü ve esas olarak anodik çözünmeyi engellediğini ortaya koymuştur. VCI testi TL-8135-0043 standartlarına göre gerçekleştirilmiştir ve VCI ile emprenye edilmiş kağıtla kaplı metal numunelerde 30 güne kadar korozyon belirtisi görülmemiştir. SEM-EDAX ve AFM değerlendirmeleri, inhibitörün metal yüzeye yapıştığını ve koruyucu bir tabaka oluşturduğunu doğrulamıştır.
Tarımsal atıklardan elde edilen karbon siyahının (CB) bisiklet lastiği imalatında kullanımı ve imal edilen malzemenin fiziko-mekaniksel özelliklerinin incelenmesi
Dünya nüfusundaki hızlı artış ve buna bağlı olarak tüketim oranlarının yükselmesi, lastik endüstrisini sürdürülebilir ve çevre dostu çözümler aramaya yönlendirmiştir. Atık ürünlerin çevreye verdiği zararların artan farkındalığıyla lastik üreticileri ve araştırmacılar doğal atık malzemelerin kauçuk karışımlarında kullanımını incelemeye başlamıştır. Karbon siyahının alternatif doğal malzemelerle ikamesi, atık malzemelerin geri dönüşümünü teşvik ederek karbon ayak izini azaltmak için umut verici bir çözüm sunmaktadır. Bu doğrultuda, tarımsal atıklar, gıda kabukları ve selüloz gibi yenilenemeyen biyolojik atıklarla ilgili geri dönüşüm çalışmaları önemli ölçüde artmıştır. Tarımsal bir atık ürün olan fındık kabukları, düşük maliyetleri, yüksek karbon içerikleri ve çeşitli endüstriyel uygulamalardaki çok yönlülükleri nedeniyle geri dönüşüm çalışmalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bisiklet lastiği üretiminde bir katkı maddesi olarak fındık kabuğundan elde edilen karbonun (FK) kullanımı potansiyeli araştırılmıştır. FK'nin lastik karışımlarında kullanılabilirliği, bisiklet lastiği formülasyonlarında yaygın olarak kullanılan karbon siyahı (CB) ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bisiklet lastiği formülasyonları, toplam karbon dolgu içeriği sabit tutularak 28 phr seviyesinde hazırlanmıştır. Başlangıçta, 28 phr ticari karbon siyahı ve 0 phr FK kullanılmıştır. Daha sonraki formülasyonlarda, karbon siyahı içeriği sırasıyla 21, 14, 7 ve son olarak 0 phr'ye düşürülmüş; buna karşılık FK içeriği sırasıyla 7, 14, 21 ve 28 phr'ye çıkarılarak azalan ticari karbon siyahının yerini almıştır. Hazırlanan beş farklı formülasyon, Mooney Viscosity (MV), Mooney Scorch (MS), reolojik testler, fizikomekanik testler, FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), SEM (Scanning Electron Microscopy), TGA (Thermogravimetric Analysis), payne etkisi, plunger testi ve yol mukavemet testi gibi çeşitli analitik teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Tüm formülasyonlarla lastikler başarılı bir şekilde üretilmiştir. 7 phr FK-21 phr CB içeren formülasyon hem fiziksel hem de dinamik özellikler bakımından tatmin edici sonuçlar sunmuştur. Bisiklet lastiklerinin kompozisyonlarında FK miktarının artmasının mekanik performansı azalttığını, ancak yine de bisiklet lastiği uygulamaları için gereken performans gerekliliklerini karşıladığını göstermektedir. Bu çalışmanın bulguları, FK'nin CB yerine kullanılmasının sürdürülebilir bir alternatif olduğunu ortaya koymuştur.
Spektroskopik yöntemler kullanılarak metakaolin katkılı çimentolu kompozitlerin karakterizasyonlarının belirlenmesi
Bu çalışmanın amacı çimentolu kompozitlerde çimento tüketim miktarını azaltmak ve çimentolu kompozitin özellikle durabilite parametrelerini iyileştirmek amacıyla kullanılan metakaolin katkılı çimentolu kompozitlerin spektroskopik yöntemler kullanılarak karakterizasyonlarının belirlenmesidir. Bu çalışma kapsamında bağlayıcı olarak özellikle mimari uygulamalar için yüksek dayanımlı çimentolu kompozit üretiminde yaygın olarak kullanılan CEM I 52,5 R Beyaz Portland Çimentosu (BPÇ) ve puzolan olarak da metakaolin (MTK) kullanılmıştır. BPÇ içerisine %5, 10, 15, 20, 25 ve 30 oranlarında MTK ikame edilerek hibrit bağlayıcılar elde edilmiştir. BPÇ ve MTK'nın fiziksel, kimyasal, mineralojik ve moleküler özellikleri belirlenmiştir. Hazırlanan çimento hamurları ve harçları üzerinde standart çimento deneyleri yapılmıştır. BPÇ ve MTK ile hazırlanan çimento harçlarının eğilme ve basınç dayanımları 2, 7, 28, 56 ve 90. günlerde ölçülmüştür. Çimento hamurlarının ise 28 gün sonundaki hidratasyon sırasında mineralojik yapısını ve faz gelişimini belirlemek için X-Işını Difraksiyon Spektroskopisi (XRD), Diferansiyel Termal Analiz (DTA), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) teknikleri kullanılarak analizler yapılmıştır. Ayrıca çimentolu kompozitlerin elektron mikroskop (SEM) ile mikro yapıları incelenmiştir. Sonuç olarak, BPÇ çimentolarında MTK ikame oranı arttıkda 28. Gündeki dayanım değerlerinde azalmalar olduğu, ancak 56. ve 90. günlerde puzolanik etkiden dolayı önemli dayanım artışlarının sağlandığı görülmüştür. MTK ikameli BPÇ'lerde DTA, TGA, FT-IR, XRD ve SEM gibi spektroskopik yöntemlerin hidratasyon aşamasında puzolanik etkiden meydana gelen yapısal değişikliklerin belirlenmesinde güvenilir tanımlama yöntemleri olarak kullanılabileceği görülmüştür.
Kompozit malzemelerin ağız yüz çene cerrahisinde kullanımı ve malzeme uygunluklarının belirlenmesi
Kompozit malzemeler; belirli bir amaca yönelik olarak en az iki farklı malzemenin bir araya getirilmesiyle meydana gelen malzeme grubudur. Üç boyutlu nitelikteki bu bir araya getirmede amaç, bileşenlerin hiç birinde tek başına mevcut olmayan bir özelliğin elde edilmesidir. Diğer bir deyişle, amaçlanan doğrultuda bileşenlerin daha üstün özelliklere sahip bir malzeme üretilmesi hedeflenmektedir. Gün geçtikçe artan kullanım alanlarına cerrahi işlem ve uygulamalar da eklenmektedir. Bu çalışma ile kompozit malzemelerin ağız, yüz ve çene cerrahisinde kullanımında meydana gelen eğilme ve çekme özelliklerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca yeni nesil olarak tabir edilen kompozit malzemelerin çene cerrahisi ve yüz doku kaybında destek, ana unsur ve uygulama malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılacaktır. Çene cerrahisinde plak olarak kullanılan metal malzemelerin ve implant üst yapılarının da kompozit malzeme olarak kullanılması durumundaki yeterlilikleri metal grubu olan benzerleriyle karşılaştırılarak mekanik malzeme özellikleri, ömür ve dayanım açısından kıyas yapılacaktır. Böylelikle metal grubu olan benzerlerine göre kullanım alanlarının kompozit malzemeler için genişletilmesi amaçlanmıştır.
NR/SBR kauçuk esaslı araç lastiği karışımlarına proses yağlarının etkisi
Kauçuk dünya üzerinde geniş kullanım alanına sahip önemli bir materyaldir. Araç lastiği üretiminde henüz kauçuk malzemenin yerini tutacak alternatif bir ürün bulunamamıştır. Bu ürünlerin üretimi esnasında kütlece %8 oranında proses yağları dediğimiz Parafinik, Naftanik ve Aromatik yağlar kullanılmaktadır. Bu yağların içeriğinde bulunan poliaromatik hidrokarbon (PAH)'ın kanserojen ve çevreye zararlı etkisinin olduğu tespit edildikten sonra Avrupa Birliği'nin getirdiği sınırlamalar ve yasaklar kauçuk sektörünü çevre dostu ve düşük PAH içerikli yağ arayışına sürüklemiştir. Bu çalışmada; yeni geliştirilen, çevre ve insan sağlığı ile ilgili şartnamelere uygun olan TDAE (İşlenmiş Damıtık Aromatik Ekstrakt), naftanik ve parafinik yağların NR/SBR esaslı araç lastiği yapımında kullanıldığında fizikomekaniksel ve reolojik özelliklerindeki değişim aromatik yağ baz alınarak incelenmiştir. Bu yağları kullanarak elde edilen mamullerin termal davranışları da termogravimetrik analiz (TGA) ile incelenmiştir.
Mikrodesenlenmiş polistiren-polikarbonat yüzeylerin sentezi ve karakterizasyonu
Geleneksel litografik teknikler, biyomedikal, optik, elektronik, kataliz gibi geniş bir çevrede uygulama alanı bulabilecek, malzeme yüzeylerinin mikro ve nano gözenekli olarak desenlenmesinde en çok kullanılan teknikler olup kalıp gereksinimine ihtiyaç duyan pahalı tekniklerdir. Breath Figure tekniği hegzagonal ya da küresel düzende gözenekli membranlar üretilmesine imkan vererek malzeme yüzeylerinin desenlenmesinde geleneksel litografik tekniklere alternatif olabilecek, uygulaması kolay ve ucuz bir tekniktir. Su damlalarının birer kalıp vazifesi gördüğü dolayısıyla rijit bir kalıp gereksinimine ihtiyaç duymayan bu teknik, membranın ıslatılabilirliği, fonksiyonelliği, por büyüklüğü gibi parametrelerin kontrolüyle mikro ve nano ölçekte gözenekli membranların üretimine olanak sağlamaktadır. Breath Figure tekniğinde nemli ortamlara maruz bırakılan yüzeylerde doğal kondensasyon ve kontrollü buharlaştırma sonucunda hegzagonal/küresel görünümüne sahip gözenekli membranlar elde edilebilmektedir. Dolayısıyla geleneksel litografik tekniklerde olduğu gibi özel kalıplara veya bu özel kalıpları üretmek için kullanılan özel olarak dizayn edilmiş makinelere gereksinim duyulmaz. Bu tez çalışmasında polistiren (PS) ve polikarbonat (PC) polimerleri ve bunların farklı bileşimlerde karışımlarından oluşan kompozitlerinin cam ve polipropilen (PP) film yüzeyler üzerine sentezi Breath Figure tekniği kullanılarak farklı bağıl neme sahip ortamlarda statik koşullarda gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yüzeyler optik mikroskop ve temas açısı ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Çalışmada farklı bağıl nem koşullarının por çapına etkisi polimer ve polimer kompozitlerin farklı konsantrasyonları için değerlendirilmiş olup nem artışı ile ortalama por çapının genellikle lineer olarak arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca kompozit yüzeylerin belli kompozisyonları için hidrofobik polipropilen film yüzeyinde hidrofilik cam yüzeyine nazaran çok daha düzenli, sıralı ve gözenekli Breath Figure yapılarının elde edildiği tespit edilmiştir.
Nişasta katkı maddesinin MDF üretiminde kullanım imkanlarının araştırılması
Son yıllarda odun bazlı panellerin geniş kullanım alanları sayesinde, uygulama alanları giderek artmaktadır. Ancak kullanım alanlarındaki rutubet şartları, sıvıya ve su buharına karşı olan hassasiyetleri kullanım yerlerini sınırlandırmaktadır. Bu nedenle MDF kompozit malzemelerin üretiminde çeşitli katkı maddelerinin ilavesi ile bazı teknolojik özelliklerinin iyileştirilmesi ve yeni yöntemlerin geliştirilmesi piyasanın istek ve hedeflerine ışık tutmak AR-GE çalışmalarının en önemli amaçlarındandır. Starch'in kullanılması ile üretilen kompozit MDF levhalarda su alma, kalınlık artışı, yüzeye dik çekme mukavemeti ile formaldehit emisyon miktarlarının tespit edilmesine yönelik bir çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada; katkı maddesi olarak nişasta içerikli ve ticari adıyla bilinen Glucidex (starch)' ın sırasıyla ÜF tutkal katı maddesine oranla % 0, % 3, % 5, % 8, % 11 ve % 15 katılarak üretilen orta yoğunluktaki MDF levhaların bazı teknolojik özellikleri, boyutsal stabilte ile formaldehit emisyonu özellikleri incelenmiş olup kontrol örnekleriyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen testler sonucunda; Glucidex kullanılarak üretilen levhaların boyutsal stabilite sağladığını söylemek mümkün değildir. Nişaşta kullanım oranı arttıkça mekanik özelliklerde bir azalma meydana gelirken formaldehit emisyonu azalma eğilimi göstermiştir.
Melamin üre formaldehit (MUF) ve üre formaldehit (ÜF) tutkalı ile üretilmiş kompozit levhaların bazı teknolojik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada Melamin üre formaldehit (MÜF) ve üre formaldehit (UF) tutkalları kullanılarak, farklı sertleştirici kimyasallar (alüminyum sülfat, amonyum sülfat ve amonyum klorür) fabrikasyon ortamında üretilen 30 mm kalınlıktaki kompozit levhaların teknolojik özellikleri incelenmiştir. Üretimi yapılan deney levhaları fabrika ortamında ve sonsuz pres kullanılarak üretilmiştir. Deney levhalarında fiziksel; özelliklerden rutubet miktarı, kalınlık artımı ve su alma miktarları, mekanik özelliklerden; eğilme direnci, elastikiyet modülü, yüzeye dik yönde çekme testleri ve yüzey sağlamlığı testleri ilgili standartlara göre yapılmıştır. Farklı tutkal ve farklı sertleştirici türüne göre sonuçlar irdelenmiştir. Sonuçta, ortalama 633 kg/m³ yoğunlukta üretilen tüm levhalar TS EN 312'de belirtilen mobilya dahil kullanım alanları için standartlara uygun bulunmuş olup, farklı sertleştirici türü kullanmanın istatistiksel anlamda önemli bir fark olmamakla beraber nemli ortamlar için MÜF tutkalı, sertleştirici olarak amonyum sülfat veya amonyum klorürden faydalanılarak üretilen levhaların teknolojik özelliklerinin daha iyi olacağı görülmüştür
Bor içeren iyonik sıvıların korozyon inhibitörü olarak kullanılması
Korozyon inhibitörleri ortama az miktarda eklendiğinde metalin bulunduğu ortam ile tepkimesini azaltan ya da önleyen kimyasal maddelerdir. İnhibitörlerin etkin bir şekilde kullanılması için ekonomik olması, çevre ve insan sağlığına zarar vermemesi istenmektedir. Bu istemler; çevre dostu ve ekonomik inhibitörlerin bulunması çalışmalarının önemini arttırmaktadır. İyonik sıvılar oda sıcaklığı ve daha düşük sıcaklıklarda sıvı halde olup katyonik kısmı genellikle organik bazlı olan tuzlardır. İyonik sıvılar yüksek polariteye, düşük buhar basıncına sahip ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Bu özelliklerinden dolayı iyonik sıvılar birçok reaksiyonda gerek çözücü gerekse katalizör olarak defalarca kullanılabilmekte ve ayrıca reaksiyon ortamından kolaylıkla atık bırakmadan uzaklaştırılabilmektedir. Bu çalışmada; St37 alaşımının, asidik ortamdaki korozyon mekanizmasına bor içeren iyonik sıvıların [1-etil-3-metilimidazolyum tetrafloroborat (EMITFB) ve 1-bütil-1-metilpiperidinyum tetrafloroborat (BMPTFB)] korozyon inhibitörü olarak kullanılabilme potansiyeli Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), Dinamik Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (DEIS) ve Tafel Ekstra Polarizasyon (TP) yöntemleri kullanılarak araştırılmıştır. Elektrokimyasal ölçümler sonrası kullanılan metal numunelerin yüzey morfolojisindeki değişim Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımlı X-Ray Spektroskopisi (EDS) ile incelenmiş ve uygulanan tüm yöntemlerin sonuçları kıyaslanarak tartışılmıştır. Elde edilen bulgular, çalışılan her iki bor katyonlu iyonik sıvının inhibitör olarak kullanılabileceğini göstermektedir. St37 çeliğinin 0.1 M HCl ortamındaki BMPTFB ve EMITFB kullanılmasına bağlı olarak hesaplanan inhibitör etkinliği (%IE) değerleri sırasıyla %87 ve %73'tür. St37 çeliğinin 0.1 M HCl ortamında korozyonuna BMPTFB'nin EMITFB'ye kıyasla yaklaşık %15 daha iyi koruduğu görülmüştür.
Termoset reçine matrisli CTP'lerde inorganik yapıdaki bileşiklerin alev geciktirici olarak kullanımı
Bu çalışmada, cam elyaf takviyeli polyester (CTP) kompozitlere yanmazlık özelliği kazandırmak amacıyla inorganik yapıdaki bileşiklerin kullanılabilirliği ve ayrıca kompozit içerisinde kullanılan bu bileşiklerin kompozitin çekme dayanımına etkileri araştırılmıştır. Çalışmada kompozitin yanmazlık özelliğini geliştirmek amacıyla reçine karışımına %5, %10, %15, %20, %25 ve %30 oranlarında sepiyolit (Si12Mg8O30(OH)4(H2O)4-8H2O), antimon trioksit (Sb2O3), alüminyum hidroksit (Al(OH)3) ve çinko borat (2ZnO3.BrO3.3H2O) eklenmiştir. Çalışmanın deneysel aşamasında, farklı inorganik bileşikler kullanılarak üretilen katkılı CTP kompozitlerin yanma davranışı, ASTM D-635, ASTM D-3801 ve ASTM D-5048 uluslararası yanma standartları ile belirlenmiştir. Ayrıca üretilen katkılı CTP kompozitlerin sıcaklık artışına bağlı olarak termal davranışını belirlemek amacıyla termogravimetrik analiz (TGA) ve çekme dayanımını belirleyebilmek amacıyla da ASTM 638-14'e göre çekme testi uygulanmıştır. Sonuç olarak, üretilen CTP kompozitlerde alev geciktirici katkı oranı %15 ve üzerinde kullanıldığında el yatırması yöntemiyle kompozit malzeme üretimi viskozite artışına bağlı olarak zorlaşmıştır. ASTM D5048'e göre sepiyolit içeren plaka örneklerinde alev etkisine karşı gözle görülür bir direnç gözlemlenmiştir. ASTM D-3801'e göre %30 oranında alüminyum hidroksit ve yine aynı oranda antimon trioksit kullanıldığında V1 sınıfında yanmaz malzeme üretilebilmektedir. Alev geciktirici içeren tüm CTP kompozitler yatayda yavaş yanan malzeme (HB) sınıfında yer almıştır. TGA analizine göre sepiyolit CTP kompozitin bozunma sıcaklığını referansa göre yükseltmiş ve sıcaklık etkisindeki kütle kaybını da önemli düzeyde azaltmıştır. Alev geciktirici kullanımı CTP kompozitlerin çekme dayanımını genel olarak düşürmüş ancak %10 oranında antimon trioksit katkılı CTP'lerde artış olduğu görülmüştür.
Tekrarlanan yükler altındaki kompozit yapıların incelemesi için deney düzeneği tasarımı
Kompozit malzemeler malzeme biliminin gelişmekte olan dallarından biridir. Geleneksel üretim metotlarına uygunluğu ve özel üretim metotlarına izin vermesi nedeniyle otomotiv, denizcilik, havacılık, tekstil ve savunma sanayinde oldukça tercih edilir hale gelmiştir. Dolgu yani takviye malzeme, kompozit malzamelerde mekanik mukavemetin sağlanmasında önemli rol oynar. Kompozit malzemelerde takviye elemanı lif, partikül, tabaka formunda olabilir. Matris malzemesi ise kompozit yapıyı bir bütün halinde tutar. Aynı zamanda matris formu yapının fiziksel, kimyasal, ısıl özelliklerini ve mukavemetini belirler. Matris malzemesi olarak seramikler, metaller ve bunların alaşımları kullanılabildiği gibi yaygın olarak reçineler tercih edilmektedir. Reçinenin tercih edilmesinin temel nedenlerinden biri imalat kolaylığı ve üretim maliyetidir. Bu çalışmada sürekli titreşim ve sürünme olayına maruz kalan kompozit malzemelerin yapılarının ve oluştur-dukları ara bağ yüzeyinin analizi ve yapının ömrünün analitik olarak hesaplanabilmesini amaçlayan deney düzeneğinin tasarımı hedeflenmiştir. Deney düzeneği tasarımımda SOLIDWORKS® programı kullanılmıştır. Deney numunelerinin tasarımı ve eldesi sürecinde, kompozit dolgu malzemesinin geometrisi ve yerleşim yönleri araştırılmış ve hangi şartlar altında çalışması gerektiğinin uygun olduğu araştırılmıştır.
Cam elyaf takviyeli beton (GFRC) cephe panelleri için yaşam döngü değerlendirmesi (YDD) yöntemiyle bir sürdürülebilirlik çerçevesi geliştirilmesi
İnşaat sektörü, dünya hammadde kaynak tüketiminin ve küresel ısınmanın yaklaşık %40'ından sorumludur. Ürün ve hizmetlerin çevresel etkilerinin tespiti ve azaltılabilmesi için "Yaşam Döngü Değerlendirmesi (YDD)" yöntemi geliştirilmiştir. YDD bir ürünün malzemelerinin çıkartılması, kullanımı ve bertaraf edilmesine kadar olan sürecin farklı aşamalarındaki çevresel etkilerini tespit edilmesi için kullanılan bir analiz yöntemidir. Bu tez kapsamında cam elyaf takviyeli beton (GFRC) cephe panellerinden çelik karkaslı ve ısı yalıtımlı panellerin; YDD yönteminde "beşikten kapıya opsiyonlu" olarak adlandırılan bu süreç zarfında, panellerin çevresel sürdürülebilirlik performansları, CML (Center of Environmental Science of Leiden University) yöntemiyle ortaya konmuştur. Küresel ısınma etki ağaç diyagramları kullanılarak, ürünleri sürdürülebilirlik açısından en olumsuz etkileyen malzeme ve süreçler tespit edilmiştir. Bu noktalarda, panellerin optimizasyon potansiyellerinin geliştirilmesi için literatürde araştırmalar yapılmıştır. Gereken noktalarda yapılan değişikliklerle, ekolojik ürün alternatifleri geliştirilmiş ve YDD yazılımında modellenmiştir. Bu ürünler eko-çelik karkaslı ve eko-ısı yalıtımlı panel olarak isimlendirilerek, ilk ürünlerle çevresel açıdan YDD yöntemiyle karşılaştırılmıştır. Çıkan sonuçlarda ekolojik ürün olarak adlandırılan ürünlerde, ilk ürünlere kıyasla farklı etki kategorilerinde sürdürülebilirlik performansında % 10-70 arasında gelişme kaydedilmiştir. Cam elyaf takviyeli beton (GFRC) cephe panellerinin YDD'leri baz alınarak, yapı malzemeleri için bir kavramsal sürdürülebilirlik çerçevesi oluşturulmuştur. Sürdürülebilir malzeme veri tabanı oluşturulmasında faydalı olacağı düşünülen bu çerçeve, sürdürülebilir bina üretiminde de sürdürülebilir yapı malzemesi kullanımı olanağı sunmaktadır.
Bazı ağaç türlerinin kesme modüllerinin ultrasonik ve statik yöntemlerle belirlenmesi
Bu çalışmada, ibreli ağaç türlerinden olan kızılçam, karaçam ve sarıçam odunlarında elastik özelliklerinden biri olan kesme modülü, statik ve dinamik yöntemler ile belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan ağaçlar, Türkiye'de yetişen asli ağaç türlerinin alansal dağılımı bakımından ilk üç sırada yer aldığı ve ağaç işleri endüstrisinde sıkça kullanıldığı için tercih edilmiştir. Kızılçam ve karaçam tomruklar Isparta'dan, sarıçam tomruklar ise Bolu'dan temin edilmiştir. Tomruklar Isparta'da biçtirilmiş ve denge rutubetine kadar kurutulmuştur. Kurumuş kerestelerden, tahribatlı ve tahribatsız test örnekleri hazırlanmıştır. Rutubetin kesme modülüne etkisini belirlemek için test örnekleri, 20±1°C sıcaklık ve %45, 65, 75 ve 85 bağıl nem koşullarında dört farklı grup oluşturacak şekilde iklimlendirilmiştir. İklimlendirme sonrası örnek yoğunlukları TS2472'ye göre belirlenmiştir. Sonrasında 1MHz frekanslı yayılım yapan kesme dalgası transdüser ve Olympus EPOCH 650 ultrasonik hata detektörü ile tahribatsız ölçümler gerçekleştirilmiş ve ilgili eşitlikler yardımı ile dinamik kesme modülleri belirlenmiştir. Tahribatsız testlerde 26 yüzeyli polihedral geometriye sahip örnekler kullanılmıştır. Bu örnekler ile elastikiyet matrisinin tüm terimleri, tek bir örnek üzerinden belirlenebilmektedir ve bu çalışmada da matrisin diyagonal terimleri olan kesme modülleri elde edilmiştir. Tahribatlı testlerde ise 45° eksen dışı basma testi uygulanmıştır. Basma testi, 5 tonluk yük hücreli universal test makinası ile gerçekleştirilmiştir. Basma esnasında meydana gelen gerilme-şekil değiştirme verileri Epsilon bi-aksiyal ekstensometre ile elde edilmiştir. Bu veriler, ilgili eşitlikler aracılığı ile statik kesme modülü belirlenmesinde kullanılmıştır. Dinamik ve statik kesme modüllerinin belirlenmesinde elde edilen veriler MS Office ve IBM SPSS v20 yazılımları ile istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve grafik ve tablo olarak verilmiştir. Çalışma sonucunda dinamik kesme modülü değerleri ile statik kesme modülü değerleri en fazla %15,18 fark ile belirlenmiştir. En yüksek fark sarıçam odununun %85RH'deki LT düzleminde belirlenmiştir. Literatürde dinamik yöntemle belirlenen elastik özelliklerin statik yöntemle belirlenenden fazla olduğu ve genellikle bu farkın %20'ye kadar olduğu belirtilse de bazı çalışmalarda bu fark %40'lar civarında da olabilmektedir. Elde edilen bu değeler neticesinde kızılçam, karaçam ve sarıçam'ın literatürde eksik olan rutubete bağlı kesme modülü değerleri belirlenmiştir. Ayrıca, ultrasonik yöntemin bu değerleri tahmin etmede gerçeğe yakın değerler verdiği de istatistiksel olarak ortaya konulmuştur. Dolayısı ile ultrasonik ölçümlerin yapısal tasarımlarda kesme davranışının ultrasonik yöntem ile malzemeye zarar vermeden yerinde yapılabilmesi mevcut yapıların sağlamlığı ve sağlıklı olup olmadığını belirlemek adına fayda sağlayabilecektir. Bunun yanında statik yöntemle belirlenen kızılçam, karaçam ve sarıçam kesme modülleri ve yoğunluk değerleri kullanılarak eksen dışı basma örneklerinin SEA yapılmış ve modellerin gerilme-şekil değiştirme davranışı ortaya konulmuştur. SEA için gerekli olan diğer elastik sabitler (Young's modülleri ve Poisson oranarı) litertürden elde edilmiştir. Statik testlerden elde edilen yük deformasyon eğrileri, gerilme-şekil değiştirme eğrilerine dönüştürülmüş ve SEA ile elde edilen gerilme-şekil değiştirme doğruları ile karşılaştırılmıştır. SEA sonuçlarının statik test sonuçları ile uyumluluk gösterdiği belirlenmiştir.
Termo-vibro-mekanik (TVM) işlem görmüş bazı ağaç malzemelerin fiziksel, mekanik ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, yoğunlaştırma ve termal modifikasyon işlemlerine alternatif Termo-Vibro-Mekanik (TVM) yoğunlaştırma isimli çevreci yeni bir yöntem geliştirilmesi, özellikle düşük yoğunluklu ağaç türlerinin direnç özelliklerinin iyileştirilmesi suretiyle, üstün özellikli ağaç malzeme elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla önce TÜBİTAK 115O138 nolu proje desteği ile bir "TVM yoğunlaştırma presi" tasarlanıp-üretilmiştir. Daha sonra Uludağ Göknarı (Abies bornmülleriana Mattf.) ve Kara Kavak'tan (Populus nigra L.) radyal ve teğet kesit olarak elde edilen örnekler, TVM yoğunlaştırma işlemi öncesinde ürün çeşitliliği sağlamak için ahşap renklendirici (anilin) ve renksiz yağlı bir tahta koruyucu ile muamele edilmiştir. TVM yoğunlaştırma işlemi; sabit doğrusal bir titreşimle (100 Hz frekans ve 3 mm genlik (amplitute), üç farklı sıcaklık (100±3°C, 120±3 °C, 140±3 °C), üç farklı vibrasyon basıncı (0, 60 MPa, 1, 00 MPa, 1,40 MPa) ve üç farklı vibrasyon süresinde (20 sn, 60 sn, 100 sn) gerçekleştirilmiştir. TVM yoğunlaştırma işlemi sonrası örneklerin fiziksel, mekanik ve teknolojik özelliklerini belirlemek için, yoğunluk (TS 2471, TS 2472), radyal ve teğet sıkıştırma yönü şişme oranı (TS 4084), renk (ASTM D 2244), parlaklık (TS EN ISO 2813), eğilme direnci (TS 2474), eğilmede elastikiyet modülü (TS 2478), liflere paralel basınç direnci (TS 2595), yapışma direnci (TS EN 205), Brinell sertlik (TS 2479) ve aşınma direnci (ASTM D 4060-14) deneyleri uygulanmıştır. Ayrıca örnek yüzeylerinde ve kimyasal yapılarında meydana gelen değişimler, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Transform İnfrared Spectroscopy (FT-IR) ile belirlenmiştir. Araştırmada TVM yoğunlaştırma işlemi yapılmış örneklerde kontrol örneklerine göre; tam kuru yoğunluk değerlerinde %15,40 - %38, sıkıştırma yönü şişme oranı değerlerinde %73,21 - %242,64, renk değişimi değerlerinde 7,65 - 15,82, parlaklık değerlerinde %175 - %1393, eğilme direnci değerlerinde %13 - %52, eğilmede elastikiyet modülü değerlerinde %11 - % 50, liflere paralel basınç direnci değerlerinde %15 - %67, yapışma direnci değerlerinde %5 - % 247, Brinell sertlik değerlerinde %62,6 - %150,50, aşınma direnci değerlerinde %15,60 - %65,41 arasındaki oranlarda artış sağlanmıştır. Sonuç olarak, TVM yoğunlaştırma işleminin diğer ahşap modifikasyon yöntemlerine alternatif, yeni ve çevreci bir yöntem olacağı tespit edilmiş, TVM yoğunlaştırma işlemi ile düşük direnç özelliklerine sahip Uludağ göknarı ve karakavak odunlarının fiziksel, mekanik ve teknolojik özellikleri iyileştirilmiştir.
Ultraviyole (UV) stabilizatörlerin, otomotiv sektöründe kullanılan kauçuk esaslı sızdırmazlık profilleri üzerindeki etkisinin araştırılması
Otomotiv sektöründe, sızdırmazlık profilleri denen hava tutucu bantlar kullanılmaktadır. Kapı, pencere, kaput, bagaj gibi aracın görünen ve görünmeyen birçok yüzeyinde kullanılan bu profiller; araca su, hava, ses ve toz girişini engellemenin yanında aracın içindeki sürüş sesi gibi gürültüleri azaltmakta ve kapı/cam/kapakların minimum sürtünme kuvveti ile hareket etmesini sağlamaktadır. Etilen-Propilen-Dien Monomer (EPDM) kauçuk, etilen ve propilenin kopolimerizasyonu sırasında bir dien monomerinin ilave edilmesiyle elde edilen bir kauçuk türüdür. Kolay işlenebilme ve üstün fiziko-mekaniksel özellikleri nedeniyle EPDM başta sızdırmazlık profilleri olmak üzere, lastik hortum ve kablo üretimlerinde yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak, tüm polimerik malzemelerde olduğu gibi EPDM'den üretilen malzemelerde de UV ışınlarının etkisiyle zamana bağlı olarak renk değişimleri ve lekelenmeler gözlenmektedir. Bu çalışmada; halihazırda sızdırmazlık profili olarak kullanılan EPDM kauçuk hamuruna, termoplastiklerin UV dayanımını arttırmak için kullanılan UV-stabilizatör ve UV-emicilerin kullanılabilme potansiyeli araştırılmıştır. Farklı oranlarda kullanılan UV-stabilizatör ve UV emicilerin etkileri; reolojik, mekanik, Florida suni hava yaşlandırma testleri ile araştırılmıştır. Yaşlandırma öncesi ve sonrası numunelerin yüzeyleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ray (EDX) analizi ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, Tinuvin-123 HALS malzemesi ile Tinuvin-213 UV emicinin birlikte EPDM hamuruna 1,0 phr oranında eklenmesinin UV dayanımını arttırdığını ve Flamestab NOR 116 malzemesinin EPDM hamurunda 1,25 – 2,0 phr oranında katıldığında UV stabilizatör olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Üç boyutlu tasarım ve imalat teknolojilerinin imalat için tasarıma olan etkilerinin incelenmesi
Mühendislik teknolojisi, güncel teknolojiler ile tersine mühendislik uygulamaları için yöntem ve cihazlar geliştirmektedir. Bu alanda üç boyutlu tasarım ve imalat teknolojileri gerek malzeme gerekse üretim yöntemi anlamında sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Bu araştırma çalışmasında imalat için tasarım teorisi ile çok boyutlu yazıcıların üretim verimliliği ve malzemelerin gerek mekanik özellikleri gerekse de bu geleneksel olmayan yöntemler ile üretimdeki tasarım değişkenlerine uyumunun açıklanması hedeflenmiştir. Çok boyutlu yazıcılar ile gerek imalat teknolojisi gerekse tasarımın makine tablasına konumlama değişkenleri gibi uygulamalar ele alınmış olup, yeterli olan malzeme miktarında tasarıma uygun kıyaslamalar açıklanmıştır.
Karbon ve aramid lifli kompozit donatıların aderans performansının mafsallı kiriş yöntemiyle analizi
Günümüzde cam lifi, bazalt lifi, aramid lifi ve karbon lifi kullanılarak yeni nesil kompozit donatı çubukları üretilmektedir. Üretilen bu donatı çubuklarında sürekli lifler takviye malzemesi, epoksi reçine ise matris malzemesi olarak kullanılmaktadır. Yeni nesil bu donatı çubukları, betonarme yapılarda kullanılan çelik donatıların yüzeyinde yer alan nervürleri temsil etmesi ve beton ile aderans sağlaması amacıyla farklı yüzey formlarında da üretilebilmektedir. Bu çalışmada çelik donatı, karbon lifli kompozit donatı ve aramid lifli kompozit donatıların aderans performansı karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Donatıların betonla olan aderansını belirlemek amacıyla eğilmede aderans deneylerinden olan mafsallı kiriş yöntemi kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda beton kalitesinin aderansa etkisini belirlemek amacıyla C35 ve C50 sınıfında iki farklı beton, kenetlenme boyunun aderansa etkisini belirlemek amacıyla donatı çapının 10 katı ve 20 katı olmak üzere iki farklı kenetlenme boyu, donatıların yüzey özelliğinin aderansa etkisini belirlemek amacıyla kumlanmış ve helisel sargılı olmak üzere iki farklı yüzey ve donatı çapının aderansa etkisini belirlemek amacıyla 8 mm ve 12 mm olacak şekilde iki farklı donatı çapı kullanılmıştır. Sonuç olarak kompozit donatıların çelik donatıya kıyasla çok daha yüksek çekme dayanımlarına ulaştığı, hem aramid hemde karbon liflerle üretilmiş kumlanmış yüzeye sahip kompozit donatıların çelik donatıya kıyasla çok daha iyi bir aderans performansı gösterdiği belirlenmiştir. Ayrıca kompozit donatıların aderans performansının yüzey formu oluşturma biçimine bağlı olarak çok değişkenlik gösterdiği görülmüştür.
Devre kesicilerinde kullanılan kompozit bir malzeme olan epoksi kutbun önemi ve patlama sorunlarına karşın kutbun sağlamlaştırılması için alınacak tasarım önlemleri
Günümüzde evlerimizde ve iş yerlerimize elektrik dağıtımında kullanılan, çevrelerimize yakın yerlerde bulunan elektrik trafoları yer almaktadır. Bu trafoların içerisinde orta gerilim hücreleri yer almaktadır. Orta gerilim hücrelerinin içersinde ise büyük kolaylık ve hayati önem taşıyan kompozit bir malzeme bulunur. Bu kompozit malzeme epoksidir. Epoksi kolay tutuşmama özelliği, sağlamlığı, elektrik yalıtkanlığı, reçinesinin bir plastik gibi kolay şekil alması ve istediğimiz kalıplara kolaylıkla dökülmesi özellikleri ile hücrelerin içerisinde tercih edilir. Epoksiden kalıplar halinde üretilen bu ürüne hücre içerisinde kutup adı verilir. Kutuplar içerisinde Sf6 adı verilen bir gaz basılarak kullanılır. Bu gaz epoksi kutubun içinden dışarıya sızdırmaması gerekir çünkü bu gaz arkı söndürme, ark oluşturmama görevini üslenir. Ark oluşumu ise kutupların patlamasına ve etrafındaki insanların ise hayatını kaybetmesine kadar giden ve büyük iş gücü kayıplarına neden olan istenmeyen bir durumdur. Epoksi kutupların incelenmesi test edilmesi ve tasarımının güncellenmesi çalışması yapılmalıdır. Kalıp tasarımında ince kalan, az reçine dolan zayıf noktaların tespit edilip dayanıksız bölgelerin sebeplerinin araştırılması yapılmalıdır. Epoksi kutbun kalıbında gereken revizyonlar yapılıp daha sağlam, güvenlik ve emniyeti daha yüksek bir ürün tasarımı yapılmalıdır. Araştırmamızda epoksi kutbun tasarım aşamasında gereken revizyonları en ince ayrıntısına kadar incelenip tasarımı kusursuz yapılarak sağlam bir ürün yapısına kavuşturma çalışmaları yapılacaktır. Gereken hesaplamalar ve testler yapıldıktan sonra epoksi kutup çok daha sağlam ve kullanışlı bir tasarıma kavuşacaktır. Bu sayede iş gücü kaybı azaltılacaktır ve çalışma esnasındaki kesici patlamaları, kullanım esnasındaki insan ölümleri ve trafo yangınları en aza indirilecektir.
Fındık kabuğundan doğal toz boyar madde elde edilmesi
Tarih boyunca renkler insanoğlu için her zaman önemli bir rol oynamıştır. Renklendirme için kullanılan maddelere boyar madde, maddelerin kalıcı olarak renklendirilmesi işlemine de boyama adı verilir. İnsanlar eski çağlardan beri bitkisel boyacılıkta öncelikle çiçekleri sonrasında meyve, gövde, kök ve yaprak gibi farklı kısımları değerlendirerek boyar madde elde etmişlerdir. Sentetik boyaların 19. yüzyılda keşfedilmesiyle önemini kaybeden doğal boyalar, kanser hastalıklarının artması ve doğa sevgisinin tekrar gündeme gelmesiyle yeniden önem kazanmaya başlamıştır. Avrupa Birliği tarafından yapılan araştırmalarda tekstil boyalarının %15'ini bitki içerikli boyaların oluşturuduğu belirtilmiştir. Ülkemizde doğal boya olarak uygulanabilirliği mevcut olan 150 çeşit boya bitkisi bulunmaktadır. Bir boya bitkisinin kendisini kullanmak yerine ekstraksiyon yöntemi ile bitkiden pigment elde ederek tekstil sanayinde boyar madde olarak kullanmak amacımızdır. Bu tez çalışmasında tarıma dayalı atık olarak değerlendirilen fındık kabuğu kullanılmıştır. Fındık kabuğunda bulunan boyar maddelerin kısa sürede ve ekonomik açıdan en uygun şekilde toz halinde elde edilmesi hedeflenmiştir. İlk olarak fındık kabuğunu kurutarak ekstraksiyon işlemi için hazırlanmıştır. Kuruma işlemi gerçekleşen fındık kabukları çeşitli ekstraksiyon işlemine tabii tutularak boyar madde ekstresi kazanılmıştır. Çalışmalar sonucue kazanılan boyar maddenin solventi evaporatör yardımıyla uçurularak kurutulup toz boya haline getirilmiştir. Elde edilen doğal toz boyanın analitik analizlerinin yapılması önerilmektedir. Bütün bu testler sonunda pamuk, yün, ipek, elyaf gibi ipliklerin tamamını boyayabilecek olan renkler doğal boyar maddeden oluşan geniş bir yelpazede renk kartelası şeklinde ortaya çıkarılmış olacaktır. Kazanılan doğal boyar madde ile tarım atıklarından yararlanarak kırsal yerleşim yerlerinde yaşayan insanların ekstra gelir imkanı elde edip ülke ekonomisine katma değer katacaktır.
Paslanmaz çeliklerin lazer nokta kaynak yöntemiyle birleştirilmesinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
Paslanmaz çelikler, çeşitli endüstrilerde ve çevrelerde yaygın olarak kullanılmakta olan mühendislik malzemelerinin önemli bir sınıfını oluşturmaktadır. Gelişmekte olan Türkiye endüstrisinin paslanmaz çeliklere olan gereksinimi her geçen gün artmaktadır. Östenitik paslanmaz çelikler, martenzitik paslanmaz çelikler, ferritik paslanmaz çelikler, çökeltme sertleşmesi uygulanabilen paslanmaz çelikler ve çift fazlı (dubleks) paslanmaz çelikler şeklinde baskın olan metalürjik fazlara göre sınıflandırılan paslanmaz çeliklerin büyük bir bölümünün kaynak kabiliyeti yüksektir ve ark kaynakları, direnç kaynakları, elektron ve lazer ışın kaynakları ile ergitmeli olarak kaynak edilebilirler. Kaynak ile malzeme birleştirme özellikle metal işlenen sanayilerde çok yoğun olarak kullanılan bir üretim yöntemidir ve temeli, herhangi bir dış enerji kaynağı ile birleştirilecek iki malzemenin birleşim bölgesinin ve eğer varsa dışarıdan eklenecek dolgu maddesinin yüksek enerji ile ısıtılarak malzemelerin eriyip birbirine yapışmasına dayanmaktadır. Bu çalışmada, paslanmaz çeliklerin kaynak yöntemlerinden olan lazer nokta kaynak yöntemi ile birleştirilen paslanmaz çeliklerin kaynak bölgesinin karakterizasyonu incelenecektir. Kaynak yapmak için kullanılan dış enerji kaynaklarından bir tanesi lazer ışınıdır. Lazer ışınının diğer enerji kaynaklarından en büyük farkı, kolaylıkla parça üzerinde istenilen noktaya yönlendirilebilmesidir. Bu sayede kaynakla birleştirilecek bölgeye istenilen miktarda enerji lokal olarak uygulanabilmektedir. Kullanılan lazer kaynağı yöntemiyle, 1 mm kalınlığındaki AISI 304, AISI 316 ve AISI 321 kalite östenitik, AISI 430 kalite ferritik paslanmaz çelik saclarının birleştirilebildiği gösterilmiştir.
AA 5083-H111 alüminyum alaşımının MİG kaynağında farklı akım türlerinin mekanik ve mikroyapıya etkisi
Günümüzde alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sanayi uygulamalarında kullanım alanları giderek artmaktadır. Taşımacılık sektöründen uzay sanayisine kadar birçok alanda alüminyum alaşımlarına rastlamak mümkündür. Makine imalat sektörü gibi alanlarda talaşlı şekillendirilen alüminyum ürünleri sıklıkla kullanılırken gemi ve otomotiv imalatı sektörü gibi alanlarda ise alüminyum alaşımlarının kaynaklı birleştirilme uygulamaları görülmektedir. Alüminyum alaşımlarının çoğunlukla tercih sebebi olmasındaki etkenler, özgül ağırlığının düşük olması ve yüksek korozyon direncine sahip olmaları olarak söylenebilir. Bu çalışmada 150x250x3 ölçülerindeki AA5083 alüminyum ve alaşımlarının darbeli akım, çift darbeli akım, soğuk metal transfer, darbeli soğuk metal transfer ve darbeli yüksek kontrollü akım parametreleri kaynatılmış ve kaynatılan numunelere çekme testi, eğme testi, metalografik inceleme ve vickers sertlik ölçümleri yapılarak kaynak yöntemleri kategorize edilmiştir.
Cam lifi takviyeli betonlarda olgunluk indeksi yöntemi ile eğilme ve basınç dayanımlarının tahmin modelinin geliştirilmesi
Cam lif takviyeli betonlar (GRC-CTB) yüksek mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olması nedeniyle inşaat sektöründe kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Normal betonlardan farklı olarak çok düşük kalınlıklarda kabuk elemanlar olarak üretilmekte bu yönüyle çevresel etkiler açısından da sürdürülebilirlik kriterlerine katkı sağlamaktadır. Ayrıca kabuk elemanların tasarımında basınç dayanımından daha çok eğilme ve çekme dayanımları ana kriterler olarak kullanılmaktadır. Betonun üretim sonrası kalıpta bekleme süreleri ile söküm sürelerinin doğru bir şekilde izlenmesi, doğru zamanda kalıptan çıkarma işleminin başlatılabilmesi çok önemlidir. Kalıptan söküm sürelerinin belirlenmesinde tahribatlı test yöntemleri ile dayanımların belirlenmesi erken yaş dayanımları için uygulanabilir değildir. Bu amaçla erken yaşlardaki dayanım gelişiminin izlenmesi için çeşitli yöntemler mevcuttur. Beton dayanım gelişimini tahmin eden tahribatsız yöntemlerden biri olan olgunluk metodu; zamanın ve sıcaklığın malzemenin özellikleri üzerindeki ortak etkisini inceleyen ve aynı olgunluğa ulaşmış aynı karşıma sahip betonların aynı özelliğe sahip olduğu varsayımına dayanan tahribatsız bir yöntemdir. Bu yöntemle özellikle betonun erken yaşlardaki dayanım gelişimi çevresel etkilerde göz önünde bulundurularak değerlendirmek mümkün olmakta ve kalıp alma süreleri de kontrol edilebilmektedir. Literatürde bu yöntemde olgunluk ve basınç dayanımı ilişkisi kullanılarak tüm bu parametreler kontrol edilmektedir. Lif takviyeli betonlarda ise kritik olan dayanım değeri basınç dayanımından daha çok eğilme dayanımı olmaktadır. Bu çalışmada; cam lifi takviyeli betonlarda olgunluk indeksi yöntemi ile eğilme ve basınç dayanımının tahmin modelinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda % 0, 1, 2 ve 3 oranlarında cam lif takviyeli betonlar üretilmiştir. Her tip betonun C değerlerinin belirlenmesi için Ağırlıklı Olgunluk Yöntemi kullanılmıştır. Devamında üretilen betonlardan hem basınç hem de eğilme örnekleri içerisine yerleştirilen sıcaklık sensörleri ile 1, 2, 3, 5, 7, 14, 28 ve 56. günlerde sıcaklık ölçümleri gerçekleştirilerek olgunluk indeksi değerleri hesaplanmıştır. Aynı günlerde farklı oranlarda cam lifi takviye edilmiş örnekler üzerinde basınç ve eğilme dayanımı değerleri ile yoğunluk ve Leeb sertlik ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen veriler kullanılarak lif takviyeli betonlarda lif miktarına bağlı olgunluk-basınç dayanımı, olgunluk-eğilme dayanımı ilişkileri ortaya konulmuştur. Bu veriler ışığında cam lifi takviyeli betonlar için yeni bir olgunluk-dayanım ilişki modeli önerilmiştir.
Poli(laktik asit)-poli(metil metakrilat) gözenekli polimerik filmlerin nefes figürü yöntemi ile sentezi ve karakterizasyonu
Nefes Figürü tekniği gözenekli polimerik filmlerin eldesinde kullanılan pahalı litoğrafik tekniklere alternatif olarak kullanılabilecek farklı nem ve sıcaklık koşulları altındaki ortamlarda düzgün gözenekli polimerik filmler elde etmeye yarayan bir metottur. Polimer çözeltisinin nemli bir ortamda bulunan katı bir yüzeye dökümü ve kontrollü buharlaştırılması sonucu geriye gözenekli polimerik bir membran kalır. Bu metotla sentezlenen yüzeyler doku büyültme çalışmalarında implant yüzeyi olarak kullanılabileceği gibi, seçimli adsorpsiyonun, tamamen yapışmanın veya yapışmamanın istenildiği fonksiyonel, biyomedikal amaçlı yüzeylerin sentezinde de kullanılabilir. Bu tez çalışmasının amacı gözenekli polimerik ince filmlerin yüzey sentezinde ucuz ve etkili bir metot olan Nefes Figürü tekniğini kullanarak statik ortamlarda belirli nem ve sıcaklık koşulları altında Poli(laktik asit) (PLA), Poli(metil metakrilat) (PMMA) polimerlerinden ve bunların karışımlarından belirli bir geometride gözenekli polimerik ince filmlerin sentezlenmesi sırasında optimum koşulların belirlenmesi, yüzey karakterizasyonu (morfolojik yapısı), ıslatılabilirlik özellikleri (hidrofilisite/hidrofobisite), serbest yüzey enerjisi analizleri, gözenek çapı dağılımı incelemesi ve yüzey özellikleri ile ilişkilendirilmesidir. Sentezlenen gözenekli polimerik yüzeylerin morfolojisi ve kimyasal heterojenliği optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), temas açısı ve serbest yüzey enerjisi ölçümleriyle karakterize edilmiştir.
Elektrokimyasal proses ile gıda endüstrisi atıksuyundan renk giderimi
Çalışmada, maya endüstrisi biyolojik atıksu arıtma tesisi deşarj atıksuyundan, grafit, titanyum ve paslanmaz çelik elektrotların kullanıldığı Elektrooksidasyon (EO) prosesi ile renk giderim etkinliği ve EO prosesi sonrası elde edilen suyun endüstrinin farklı proseslerinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. pH, akım yoğunluğu ve elektroliz süresi gibi işletme parametrelerinin RES 436, RES 525 ve RES 620 renk parametrelerinin giderimi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda optimum bağımsız değişkenlerin tespiti amacı ile yüzey yanıt metotlarından biri olan Box-Behnken istatistiksel modeli kullanılmıştır. İstatistiksel analiz sonucunda Quadratik modele uyumlu olduğu belirlenen modelin, grafit elektrotların kullanıldığı EO prosesinde R2ve R2adj. değerleri RES 436, RES 525 ve RES 620 için sırasıyla 0,94-0,83 0,92-0,76 ve 0,95-0,85 olarak, titanyum elektrodun kullanıldığı EO prosesinde R2 değerleri RES 436, RES 525 ve RES 620 için sırasıyla 0,99-0,97, 0,99-0,97 ve 0,98-0,95 olarak; paslanmaz çelik elektrotların kullanıldığı EO prosesinde R2 değerleri RES 436, RES 525 ve RES 620 için sırasıyla 0,99-0,98, 0,97-0,93 ve 0,99-0,98 olarak tespit edilmiştir. Sonuçlarda, R2 ve R2adj. değerlerinin 1'e yakın olması, renk giderim veriminin Box-Behnken istatistiksel modeli ile açıklanabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Grafit, titanyum ve paslanmaz çelik elektrotların kullanıldığı EO prosesi için optimum pH değerleri sırasıyla, 4,57, 4,50, 4,84 olarak; akım yoğunlukları sırasıyla, 139,84 A/m2, 84,23 A/m2 ve 60,15 A/m2 olarak; elektroliz süresi sırasıyla 58 dak., 43 dak. ve 45 dak. olarak belirlenmiştir. Optimum şartlarda grafit, titanyum ve paslanmaz çelik elektrotlar için renk giderim verimleri sırasıyla RES 436 %97, RES 525 ve RES 620 parametreleri için %99,99; RES 436 %89, RES 525 %98 ve RES 620 %99,99; RES 436 %98, RES 525 %95 ve RES 620 %99,99 olarak belirlenmiştir. Enerji tüketimleri grafit, titanium ve paslanmaz çelik elektrot için sırasıyla 30-117,86 / 34,2-122,2 / 4,64-42,86 kWsa/m3 aralıklarında değişim göstermiştir.
Beton elemanların yanal güçlendirilmesi için kullanılan lif takviyeli polimerlerin durabilite performanslarının belirlenmesi
Yapıların deprem öncesi veya sonrasında onarımı ve güçlendirilmesinde kullanılan tekniklerden biri de taşıyıcı elemanların elyaf takviyeli polimerlerle sargılanmasıdır. Uygun reçine karışımı ile uygulanan bu metotla taşıyıcı elemanların taşıma kapasiteleri artırılmaktadır. Sismik tehlikelere karşıda etkin olarak kullanılan bu yöntemdeki amaç yapı güvenliği artırmaktır. Ancak, özellikle dış ortama maruz kalan yapılar, gündüz ve gece sıcaklık farkları ile donma-çözülme etkilerine maruz kalmaktadırlar. Bu etkiler, yapıların ömrünü negatif yönde etkilemekte, korozyon oluşumunu hızlandırmakta deprem anında yıkım riskini artırmakta ve durabilite problemlerine yol açarak yapı performansını zayıflatmaktadır. Çevresel faktörlerin en aza indirilmesi ve yapı ömürlerine pozitif katkılar yapacağı düşünülen önlemlerin alınması amacıyla, bu çalışma için, C16 ve C25 sınıfında üretilen Ø100x200 mm boyutlarında silindir numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan bu numunelerin üzerine, önceden belli oranlarla ayarlanmış karışım epoksi reçine tek kat olarak sürülmüş ve bazalt elyaf takviyeli polimerlerle yanal güçlendirme uygulanmıştır. Güçlendirme uygulanan numuneler, kademeli olarak her bir sınıftan farklı üçer adet numune alınmıştır. Bu numuneler farklı farklı sınıflar halinde, 25 oC, 60 oC, 100 oC ve 150 oC olmak üzere sabitlenmiş belirli sıcaklıklara 12 saat süresince maruz bırakılmıştır. Uygulanan ısıl işlemin ardından; yapısal performansları, rezonans frekansı, kütle kaybı ve basınç dayanımı gibi testlerle incelenmiştir. Güçlendirme uygulanan diğer numunelerinde benzer yöntemle 25, 30, 60, 90, 120 çevirimlerde donma-çözülmeye maruz bırakılmalarının ardından rezonans frekansı, elastisite modül değerleri, ultrases geçiş hızları gibi yapısal performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu çalışmada, yapılan incelemeler sonucunda elde edilen veriler değerlendirilmiş sonuçlar sıralanmıştır.
The analysis of f4-tcnq concertration dependentc-v and G/w-V characteristics of AU/P3HT:F4-TCNQ/N-Sİ Schottky barrier diodes
ABSTRACT THE ANALYSIS OF F4-TCNQ CONCENTRATION DEPENDENT C-V AND G/w-V CHARACTERISTICS OF AU/P3HT:F4-TCNQ/N-SI SCHOTTKY BARRIER DIODES Aslıhan DANACI Düzce University Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Composite Material Technologies Master's Thesis Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Özge TÜZÜN ÖZMEN 21/11/2019, 40 pages In recent years, devices produced using organic materials in optoelectronic technology have become one of the attractive areas. Organic semiconductors used in organic electronic devices are highly preferred because they are mechanically flexible, they can be grown on the surface with simple techniques and they have wide variety of syntheses. Devices obtained using organic semiconducting materials can be classified as organic light emitting diodes (OLED), organic thin film transistors (OTFT) and Schottky barrier diodes (SBD) according to their functions. Schottky barrier diodes, which are often used because of their importance in electronic and optoelectronic applications, are materials that are constantly needed in the technological space due to their advantages such as they can easily conduct even at lower voltage values than other diodes in the right supply, and they have low noise levels and high yields. The choice of polymer at the polymer interface used in the production of metal-polymer-semiconducting (MPS) SBDs is very important, and these polymers must be highly conductive, mechanically stable and stable in the air environment. In this study, the electrical properties of Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si metal-polymer-semiconductor (MPS) Schottky barrier diodes (SBDs) with 0.5% and 2% F4-TCNQ concentrations were investigated using capatitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G/w-V) measurements. The C-V and G/w-V measurements of Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si MPS SBDs were performed in the large frequency range (10 kHz – 2 MHz) and in the voltage range from -10.0 V to +10.0 V. By using C-V and G/w-V measurements as a function of F4-TCNQ concentration, series resistance (Rs) and interface states (Nss) were calculated. 2% F4-TCNQ concentration used diode yielded better electrical results, such as lower capacitance, lower series resistance, higher shunt resistance and lower Nss. Because of this, detailed C-V and G/w-V analysis were performed only for 2% F4-TCNQ concentration used diode. Diffusion potential (VD), doping concentration of donors (ND), depletion layer width (WD), barrier height (ΦB), Fermi energy level (EF), maximum electric field (Em) and Schottky barrier lowering (ΔΦB) values were obtained for 2% F4-TCNQ concentration used Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si SBD with C and G/w measurements. As a result, when frequency increased, the series resistance and density of interface states decreased. Finally, it can be concluded that the concentration of F4-TCNQ has a great effect on the electrical properties of the Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si SBDs. Additionally, the values of Rs and Nss directly affected the C-V and the G/w-V profiles of Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si SBDs. Keywords F4-TCNQ concentration, Frequency and voltage dependence, C-V and G/w-V analysis, Density of interface states, Series resistance
Beton karışım suyu ve boşluk suyuna katılan ekolojik inhibitörlerin donatı korozyonuna etkisinin araştırılması
Korozyon, betonarme yapıların en büyük sorunudur. Korozyonu önlemek için çimentoya organik ve inorganik inhibitörler eklenir. Günümüzde bazı inorganik ve organik bileşiklerin toksisitesi nedeniyle, doğal inhibitörlerin kullanımına daha fazla dikkat edilmektedir. Bu çalışmanın amacı; 2 saat, 7, 28, 56 ve 90 gün süreyle beton karışım suyu ve beton boşluk suyuna maruz kalan donatı çeliklerinin korozyon mekanizmasını araştırmaktır. Karışım suyu ve boşluk suyu çözeltilerindeki donatıların korozyon direnci; Dinamik Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (DEIS), Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) ve Tafel Ekstrapolasyon (TP) yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Ayrıca belirtilen ortam ve koşullara maruz bırakılan donatıların korozyon direncini arttırmak amacıyla ekolojik inhibitörler (50 ppm kafein ve 50 ppm L-arjinin) kullanılmıştır. Elektrokimyasal deneyler sonrası metal yüzeyinde meydana gelen değişimler Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Ray Spektroskopisi (EDS), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Optik Profilometre (OP) analizleri ile incelenmiş, uygulanan tüm yöntemlerle aralarındaki korelasyon ortaya konulmuştur. Bunlara ek olarak referans ve inhibitör ikameli çimentolar için TS-EN 196-1'e göre 2, 7, 28 günlük standart çimento deneyleri yapılarak basınç dayanımları tespit edilmiştir. Kritik süre olan 28. gündeki numunelerin hidratasyon gelişiminde meydana gelen değişimler SEM, Diferansiyel Termal Analizi (DTA), Termogravimetrik Analiz (TGA), X-Işını Difraksiyonu (XRD) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometresi (FT-IR) analiz teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, donatı çeliğinin çözeltide bekleme süresi arttıkça korozyon direncinin de arttığı gözlenmiştir. Ayrıca donatı çeliğinin boşluk suyu çözeltisindeki korozyon direncinin karışım suyundan daha iyi olduğu belirlenmiştir. Bekleme süresiyle paralel olarak kullanılan inhibitörlerin donatının korozyon direncini arttırıcı yönde etki ettiği ve L-arjininin kafeine göre daha yüksek inhibisyon etkisi gösterdiği tespit edilmiştir. 75 ppm kafein ve L-arjinin içeren harçların basınç dayanımı 28. günde tüm çimento harçlarından daha yüksek dayanım göstermiştir. Kullanılan her iki inhibitörün de çimento hidratasyonuna katkı sağladığı ve korozyon inhibitörü olarak boşluk suyu ve karışım suyu ortamlarında kullanılabileceği bu tez çalışması ile bilimsel olarak ispatlanmıştır.
AZ63 magnezyum alaşımlarının kriyojenik işlem sonrası mekanik özelliklerinin ve korozyon dayanımının incelenmesi
Magnezyum, tüm tasarım metallerinden en hafif olanıdır. Plastik bir materyal gibi hafif ve aynı zamanda metal gibi serttir. Yüksek spesifik tokluk ve sertlik, iyi işlenebilirlik, kaplanabilirlik kabiliyeti ve bilinen yöntemlerle kaynak yapılabilirliği, endüstri için cazip hale gelmiştir. Çağımızın en yeni metali olan magnezyumun kullanımı endüstri ve teknolojideki gelişmelere paralel olarak artmaktadır. Hafifliği, dayanıklılığı ve uzun ömrü nedeniyle endüstride kullanım yeri bulmaktadır. Otomobillerde Mg alaşımlarının kullanılması yakıt verimliliğini arttırmakta ve araç ağırlığını azaltarak emisyonları azaltmaktadır. AZ63 alaşımı yaygın kuma döküm anot malzemesi olarak kullanıldığı için diğer magnezyum alaşımlarından daha ucuz bir malzemedir ve çentik darbe dayanımı çoğu magnezyum alaşımından yüksek olmasına karşın çekme dayanımı ve elastik modülü otomotiv, havacılık sanayinde kullanılan AZ91 alaşımı ile benzerlik taşımaktadır. AZ63 alaşımının kuma döküm yöntemi ile kolay eldesi ve gelişmiş magnezyum alaşımlarına kıyasla benzer özellikler taşıması bu alaşımı cazip hale getirmektedir. Magnezyum-alüminyum alaşımları için daha önceden yapılmış olan aşınma, korozyon ve mekanik özelliklerinin incelenmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar genellikle ya deney ortam sıcaklıkları değiştirilerek ya da kaplama yapıldıktan sonra incelenmiştir. AZ63 alaşımı için literatürde çok fazla çalışma olmamasına karşılık AZ63 alaşımı için kriyojenik işlem çalışması literatürde bulunmamaktadır. Magnezyum alaşımlarının kullanımını kısıtlayan en büyük etken, korozyon direncinin düşük olması ve yüksek yükler altında aşınma kararlılığının bozulmasıdır. Bu sebeplerden dolayı da özellikle otomotiv endüstrisinde bu özellikler sorun haline gelmektedir. Bu çalışma neticesinde AZ63 magnezyum alaşımlarının korozyon dayanımı ve yüksek yük altındaki aşınma dirençlerini iyileştirerek daha fazla endüstriyel uygulamalarda kullanılabilmesi hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında AZ63 magnezyum alaşımlarının ilk döküm aşamasında, homojenleştirme tavlaması, çökelme sertleşmesi ve kriyojenik işlem süreçlerinde sertlik değerlerine, korozyon dayanımına ve mikro yapısal özelliklerine bakılarak malzeme özelliklerindeki iyileştirmelerin karşılaştırılmaları yapılmıştır. Mikroyapıdaki faz dağılımları arttığından ve tane boyutu küçüldüğünden dolayı sertlik değerleri ile birlikte uzama değerleride artmıştır. Mikroyapıdaki ikincil fazların ortaya çıkması ile birlikte de malzemenin korozyon direncinde önemli artışlar gözlemlenmiştir. Anahtar sözcükler: Korozyon, Kriyojenik, Magnezyum, Magnezyum Alaşımları, Mikroyapı.