6
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Lityum hava bataryalar için kimyasal ve biyolojik yöntemlerle metal oksit esaslı katotların geliştirilmesi
Anahtar Kelimeler: MnO2, Katalizör, Lityum-oksijen pil, İçi boş yapı, Nanotel Tüm dünyada yüksek kapasiteli şarj edilebilir depolama sistemlerine ciddi bir talep var. Lityum-hava (Li-O2) piller, fosil yakıtlara yakın yüksek enerji depolama kapasiteleri nedeniyle yeni nesil enerji depolama sistemleri olarak kabul edilmektedir. MnxOy polimorfları, Li-O2 pil sistemlerinde kataliz olarak sıklıkla kullanılır. MnxOy polimorfları arasında, α-MnO2 ve Mn2O3, Li-O2 pil sistemlerinde kullanılmak üzere oldukça umut vaadedici katalizörlerdir. Bununla birlikte, bu polimorfların Li-O2 pil sistemlerinde elektrokimyasal performansı için bireysel çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmada, Li-O2 pil sistemlerinde içi boş nano küresel morfolojine sahip α-MnO2, Mn2O3 nanopartiküllerinin, ve nanotel morfolojisine sahip Biyo-α-MnO2 nanopartiküllerinin performansını analiz ederek morfoloji ve kristal fazın pil performansına etkisini araştırdık. Ayrıca, MnO2'nin morfolojik değişimini gözlemlemek için farklı parametreler (örn. Reaksiyon süresi, asitlik, kalsinasyon sıcaklığı) araştırıldı. Sonuçlarımız, nanotel biyo-α-MnO2'nin, içi boş nano küresel α-MnO2 ve Mn2O3'e kıyasla daha üstün performans sergilediğini göstermektedir. Bunun sebebi nanotel Biyo-α-MnO2'nın kristal yapı ve morfolojisinin reaksiyonlar için daha geniş katalitik alan sağlamasıdır. Kapasite sınırlı elektrokimyasal testler, nanotel biyo-MnO2'nin kapasite kaybı olmadan 60 çevrim boyunca 800 mAh g-1 spesifik kapasite ve 60 çevrimden sonra %10, 2 kapasite kaybı olduğunu ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, içi boş nano küresel Mn2O3 ve α-MnO2 50 ve 40 döngü için aynı kapasiteyi sağlayabilir.
Büyüklük ve şekil modülasyonlu silisyum tabanlı nanotel süperörgüler
Mechanical properties, atomic and energy band structures of bare and hydrogen passivated SinGen nanowire superlattices have been investigated by using first principles pseudopotential plane wave method. Undoped, tetrahedral Si and Ge nanowire segments join pseudomorphically and can form superlattice with atomically sharp interface. Upon heterostructure formation, superlattice electronic states form subbands in momentum space. Band lineups of Si and Ge zones result in multiple quantum wells, where speciic states at the band edges and in band continua are con¯ned. The electronic structure of the nanowire superlattice depends on the length and cross section geometry of constituent Si and Ge segments. Also we showed that hydrogen saturated silicon nanowires of different diameters having di®erent band gaps can form stable junctions. Superlatticesformed by the periodically repeated junctions of silicon nanowire segments having different lengths and diameters exhibit electronic states which can be confined in regions having either narrow or wide parts of superlattice. A point defect, suchas a missing atom or substitutional impurities with localized states near band edges can make modulation doping possible. Since bare Si and Ge nanowires bare metallic and the band gaps of hydrogenated ones varies with the diameter, these superlattices other numerous options for multiple quantum well devices with their leads made from the constituent metallic nanowires. Finally, we have considered the junction between bare and hydrogenated nanowires to realise metal-semiconductor heterostructure. We have treated this heterostructure within the supercell geometry and deduced the formation of Schottky barrier. We haveshown that Si and Ge nanowires can bring about a novel concept in nanocircuit, where interconnects, devices etc are produced on a single rode.
Malzeme eçiminde bilgi tabanlı sistemler ve alüminyum döküm alaşımlarına uygulanması
ÖZET Anahtar Kelimeler : Malzeme Seçimi, Bilgi Tabanlı Sistemler, Alüminyum Döküm Alaşımları Malzeme seçimi bir problem çözme ve karar verme prosesidir. Uygun bir malzemenin seçimiyle, bu malzemenin arzu edilen şekil ve özellikte faydalı bir ürüne dönüştürülmesi kompleks bir proses olup, problemin çözümü için farklı yöntemlerden yararlanmayı gerekli kılar. Bilgi tabanlı sistem kullanımı 'da bu çözüm yollarından biridir. Yapılan çalışmayla; malzeme seçiminde bilgi tabanlı sistem kullanımının döküm alüminyum alaşımlarına uygulanması amaçlanmıştır. Alüminyum döküm alaşımlarının seçimi, hazır bir dizi çizelgeden alışılagelmiş yöntemlerle, uygun olduğu düşünülen bir alaşımı seçme işi değildir. Burada malzeme seçimi, bir yanda uygulama koşullarının ayrıntılarıyla belirlenmesi ve diğer yanda bu koşullara uyacak özellikleri en ekonomik düzeylerde taşıyan alüminyum alaşımının seçimidir. Bu nedenle, alüminyum döküm alaşımlarının seçiminde hem yeterli malzeme bilgisi hemde aralarında seçim yapılacak alaşımların özelliklerine ilişkin olabildiğince geniş kapsamlı bilgiler gereklidir. Bu bilgiler yardımıyla bilgi tabanlı sistemlerin geliştirilmesi bir ekip işidir. Çoğunlukla, uzmanlar gerekli bilgiyi verirler ve bilgi mühendisleri bu bilgiyi alarak; sezgisel olarak organize eder ve sistemin bilgi tabanına yerleştirirler. Bilgi toplama işlemi bir bilgi tabanlı sistem geliştirilmesinde en kritik ve en önemli adımlardan biridir. Bu nedenle uzmanlar ve bilgi mühendisleri bilgi tabanlı sistemlerin geliştirilmesinde anahtar elemanlardır ve sistemin etkinliği açısından baştan sona bir ekip olarak ortaklaşa çalışmaları gerekir. Bu çalışmada, alüminyum döküm alaşımlarının seçimi için bilgi tabanlı sistemler kullanılarak iki uzman sistem geliştirilmiştir. Birinci uzman sistem için hazır paket programı olan Vp-Expert kullanılarak IF, THEN ve ELSE'ye dayalı kurallar yazılarak uygun alüminyum döküm alaşımı seçimi gerçekleştirilmiştir. İkinci uzman sistem için ise iyi bir veritabanlı programlama dili olan FoxPro for Windows kullanılmış ve alüminyum döküm alaşımlarının tüm özelliklerini (kimyasal bileşim, mekanik özellikler, döküm ve işleme özellikleri, kullanım alanları) kapsayan bir veri tabanı oluşturulmuştur. Alaşım seçiminde karşılaştırmalı prosedür kullanılarak, alaşımların özellikleri puanlanmış ve istenilen özelliği sağlamayan alaşımlar, diğer özellik puanlan yüksek olsa bile seçim dışı bırakılmıştır. Program istenilen özellikleri sağlayan alaşımları en yüksek puana sahip alaşımdan başlayarak kullanıcıya sunabilmektedir. vu
TS-EN 45001 normlarına göre metalografik laboratuvarı akreditasyonu üzerine bir çalışma
Akreditasyon, ürün/hizmet, kalite sistemi çevre yönetim sistemi ve personel belgelendirmesi yapan kuruluşların, deney ve kalibrasyon laboratuvarlarının ve muayene kuruluşlarının teknik yeterliliklerinin uluslararası kabul görmüş kriterlere göre değerlendirilmesi, onaylanması ve devamlılığının sağlanmasıdır. Bu çalışma Sakarya üniversitesi Laboratuarlarında yapılacak bir Akreditasyon çalışmasında rehber olabilmek amacıyla hazırlanmıştır. Standardın temel prensibi yaptığım yaz yazdığım yap'tır. Bu tez, yapılacak bir akreditasyon çalışmasındaki tüm dokümantasyon çalışmalarım kapsar. Laboratuarda yapılan veya mutlaka yapılması gereken tüm faaliyetler bu tezde yazılmış görevlendirmeler yapılmış faaliyet planlan hazırlanmıştır. TS-EN 45001 standardım özetlersek; * Karlılığı ve verimliliği arttırır * Etkin bir yönetim sağlar * Tüm Faaliyetlerde geniş izleme ve kontrol sağlar * Müşterilerce Talep edilir Bu çalışma SAKARYA ÜNİVERSİTESİ Metalürji Mühendisliği bölümü, Metalografi Laboratuvarının TS-EN 45001 normlarına uygun akreditasyon dokümanlarım içermektedir. Anahtar Kelimeler : Türk Standartları Enstitüsü-Europe Norm 45001 (TS-EN 45001) IV
Diş porselen tozları
ÖZET Diş Porselen Tozları Anahtar kelimeler: Seramik, Bio-Malzemeler, Diş, Diş Malzemeleri, Diş Porselenleri, Diş Porselen Tozları Porselenler, ergitmeden sonra normal renk ve yarı saydamlıktaki doğal proteze çok benzer şekilde sert ve erimeyen bir kütle olarak şekillendirilebildikleri için sun'i dişlerden oluşan protezlerde jaket kuron yahut inley olarak diş restorasyonlarının yapımında kullanılır. Diş porselenleri yüsek sıcaklıkta ergiyen (1290-1370 °C), orta sıcaklıkta ergiyen (1090-1260 °C) ve düşük sıcaklıkta ergiyen (870-1060 °C) olmak üzere sınıflandırılabilir. Yüksek sıcaklıkta ergiyen malzemeler ticari firmalar tarafından fabrikasyon yapay protez dişlerinde kullanılır. Nadiren diş laboratuarlarında tek diş porselen restorasyon yapımında da kullanılır ancak, yüksek sıcaklıklarda çalışılmalıdır. Orta ve düşük sıcaklıklarda ergiyen malzemeler inley ve jaket kuron porselenlerde tercih edilen malzemeledir. Günümüzde düşük ergime sıcaklığına sahip diş porselenleri kullanılır. Uygulamada porselen, kaolen, kuars ve uygun flaks malzeme karışımı içerir. Uygun bir diş porseleni bileşimi % 81 feldspat, % 15 silika ve % 4 kil olabilir. Orta ve düşük ergime sıcaklığına sahip porselen yapımında daha düşük sıcaklıkta ergitmek için sodyum veya potasyum karbonat ve boraks veya borik asit bileşenleri ilave edilir.
Endüstriyel atık sularda Bakır, Nikel, Çinko sülfür selektif çöktürme şartlarının optimizasyonu
Madencilik, elektrokaplama, metal son işlem ve rafineri atık sularının arıtılması ve içeriğindeki metallerin geri kazanılması; doğal kaynakların korunumu ve tasarruflu kullanımı açısından çok önemlidir. Bu amaçla endüstriyel atık sulardan kimyasal çöktürme yöntemiyle metallerin ayrımı ve geri kazanımı gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır. Temel uygulamaları oldukça iyi bilinen hidroksit çöktürme endüstride ön plana çıkmaktadır. Ancak uygulama kolaylığı, ekonomik ve kontrollü sistem kurabilme gibi avantajlar sağlamasına rağmen metal hidroksit çamurlarının oluşturduğu yüksek hacimli son atıklar, atık yönetiminde uzun vadede önemli problemlere neden olmaktadır. Hidroksit çöktürmeye alternatif, geniş pH aralıklarında metal iyonlarını çöktürme imkanı sağlayan, hızlı reaksiyon verebilen, çöktürme sonrası eldelenen çökeltilerinin ergitmeye beslenerek veya ikincil hammadde olarak geri kazanılabileceği, Na2S gibi ucuz kimyasallarla gerçekleştirilebilen, düşük pH'larda yüksek çözünürlük farkı gösteren metal sülfürlerin çöktürülmesi önemli hale gelmektedir. Asidik atık çözeltilerde, düşük pH'larda kademeli metal ayrımı sağlayarak ağır metallerin geri kazanılması, ardından çözeltide pH'ın uygun derecede yükseltilerek hidroksit çöktürme işlemiyle sözü geçen metallerin atık su deşarj limitlerinin altına indirilmesi, çevreye duyarlı ve ekonomik olarak gerçekleştirilebilecek önemli bir yöntemdir. Bu tez kapsamında da yapılan deneylerin amacı rafineri prosesleri atık sularında Na2S sülfür kaynağı kullanılarak; bakır, nikel ve çinkonun selektif sülfürleme yöntemiyle ayrımıdır. Deneysel verilerin belirlenmesi ve reaksiyonların gerçekleştiği potansiyel ve pH değerlerinin tanımlanması için öncelikle FactSage programında oda sıcaklığı esas alınarak Cu-S-H2O, Ni-S-H2O, Zn-S-H2O, Cu-Ni-S-H2O, Ni-Zn-S-H2O Eh-pH diyagramları çizilmiştir. Böylece tek metal iyonu ve karışık metal iyonları içerikli sentetik çözeltilerde gerçekleştirilen çöktürme reaksiyonları için optimum pH aralıkları belirlenmiştir. Ardından yapılan deneysel çalışmalar üç başlıkta incelenmiş olup ilk iki adımda sentetik hazırlanan çözeltilerde çalışılarak proses şartlarının optimize edilmesi hedeflenmiştir. İlk adım olarak tek metal iyonu içerikli sentetik çözeltilerde optimize edilen pH ve Na2S stokiyometrisi değerleri, ikinci adımda karışık metal iyonları içerikli üç farklı tipte sentetik çözeltide denenmiştir. Buradan elde edilen verilere dayanarak son adımda rafineri prosesleri atık çözeltisinde selektif çöktürme deneyleri gerçekleştirilmiş ve çöktürme verimi yorumlanmıştır. xviii Metal iyonlarının Na2S kullanılarak çöktürülmesi esasına dayanan çalışmada en önemli iki etken pH'ın ve çözeltideki serbest sülfür iyonunun kontrolü olarak tespit edilmiştir. Deneysel çalışmalarda pH'ın kontrolü reaksiyon öncesi pH elektrodu ile sağlanmıştır. Belirlenen selektif çöktürme pH aralıkları, CuS için pH 2-2,5; NiS ve ZnS için de pH 5,3-5,5'tir. Kontrol maksatlı karışık metal iyonları içeren sentetik çözelti çöktürme deneylerinde pH 5,75'e kadar çıkılmıştır. Bu aralıklarda gerçekleştirilen deneylerde Cu2+ iyonları için pH 2,3'ün; Ni2+ ve Zn2+ iyonları içinse pH 5,3'ün en yüksek çöktürme verimini sağladıkları tespit edilmiştir. Çözeltiye eklenen Na2S iyonunun etkisini incelemek üzere gerçekleştirilen deneylerde artan stokiyometri ile çöktürme verimi artarken, atık çözeltide selektif ayrım oranının artan Na2S stokiyometrisi ile azaldığı gözlemlenmiştir. Na2S stokiyometrisine bağlı yapılan karışık metal iyonları içerikli deneylerde ve atık çözelti deneylerinde, stokiyometrinin düşük olması halinde bile tüm metal iyonları tarafından paylaşıldığı görülmüştür. Deneysel çalışmaların sonucunda 10 g/L Cu2+, 0,3 g/L Ni2+ ve 3 g/L Zn2+ içeren rafineri kaynaklı atık çözeltisinde pH 2,3'te Cu2+ iyonları yaklaşık %100 CuS olarak çökerken çözeltideki Cu2+ konsantrasyonu 40 mg/L'ye düşmüştür. Çözeltideki Ni2+ konsantrasyonu pH 2,3'te %44 azalırken, Zn2+ konsantrasyonu %52 azalmıştır. Çözelti pH'ı 5,3'e ayarlandığında; çöktürme reaksiyonları sonucu Cu2+ konsantrasyonu 0,4 mg/L'ye, Ni2+ 4 mg/L'ye, Zn2+'nin 6 mg/L'ye düştüğü belirlenmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda optimize edilen pH ve Na2S değerlerinde çözeltideki metal iyon konsantrasyonunun pH yükseldikçe azaldığı ancak selektif ayrım için uygun oranın sağlanamayarak metal iyonlarının birlikte çöktürüldüğü görülmektedir. Bu çalışmanın sonuçlarına dayanarak optimize edilen metal sülfür çöktürme işleminin uygulama kolaylığı, ucuz sülfür reaktifi sağlanması ve hızlı reaksiyon gösterme gibi temel nedenlerle rafineri prosesleri atık sularında hidroksit çöktürmeye alternatif olarak kullanımı önerilmektedir.