LEE- Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Göller, Gültekin" ile LEE- Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeCrCoNiFeMo katkılı B4C matrisli kompozitlerin SPS ile üretimi ve karakterizasyonu(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-03-15) Ocak, Burak Çağrı ; Göller, Gültekin ; 506162420 ; Metalurji ve Malzeme MühendisliğiBor karbür (B4C) sahip olduğu düşük yoğunluk, oldukça yüksek sertlik, yüksek ergime noktası yüksek aşınma direnci, üstün kimyasal dayanım gibi öne çıkan özelliklere sahip bir yapısal seramiktir. Elmas ve kübik bor nitrürün ardından bilinen en sert malzemedir. Sahip olduğu bu üstün özellikleri sayesinde askeri amaçlı araç ve kişisel zırh sistemleri, havacılık ve uzay uygulamaları, balistik ve nükleer uygulamalar gibi çok çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. Bunun yanında, yapılarında bulunan bor ve karbon atomları arasındaki güçlü kovalent bağları, yüksek ergime sıcaklıkları yalnızca yüksek sıcaklık ve basınç gerektiren üretim yöntemleri ile şekillendirilmelerine yol açar. Aynı zamanda, düşük kırılma tokluğu özelliğinden dolayı, yüksek darbe dayanımı gerektiren balistik uygulamalar gibi alanlarda kullanımı sınırlıdır. Bor karbürün monolitik olarak yüksek yoğunluklarda sinterlenememesi ve düşük kırılma tokluğundan dolayı çeşitli alanlarda kullanımın kısıtlanması, kompozit yapı halinde üretimini ve kullanımını ihtiyaç haline getirmektedir. Yüksek entropi alaşımları, beş ve daha üzeri birincil elementin atomistik ölçüde bir araya gelmesiyle oluşan yeni nesil alaşımlar olarak tanımlanmaktadır. Üstün mekanik, elektriksel ve termal özelliklere sahiplerdir. Yüksek entropi alaşımlarının özelliklerinin ve mikroyapılarının benzersiz olmasını sağlayan yüksek entropi etkisi, latis distorsiyon etkisi, yavaş difüzyon etkisi ve karışım etkisi olmak üzere dört temel etkiye sahiptir. Bu çalışmada, spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi kullanılarak kompozit yapılı B4C-FeNiCoCrMo seramiklerinin üretimi ile bu kompozit yapının monolitik B4C seramiklerine göre daha iyi yoğunlaşma, daha üstün mekanik özellikler ve iyileşmiş nükleer performans elde edilmesi, çalışmanın ana amacı olarak belirlenmiştir. Doktora tez çalışması kapsamında monolitik B4C ve B4C-FeNiCoCrMo seramiklerinin üretimi SPS yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sinterlenen disk şeklindeki numunelerin yoğunluk değerleri ve yoğunlaşma davranışları incelenmiştir. Yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen sinterleme işleminde gerçekleşebilecek reaksiyonlar sonrasında B4C stokiyometrisini ve oluşan yapıyı incelemek adına sırasıyla Raman ve faz analizi yapılmıştır. Üretilen numunelerin matriks ve katkı fazı arasındaki arayüzeyi, tane yapısını ve katkı dağılımını incelemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı incelemesi, oluşan fazların elementel dağılımını görmek için enerji dağılım spektrometresi (EDS) incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Mekanik incelemeler kapsamında Vickers mikrosertlik, 4 nokta eğme ve indentasyon yöntemi ile kırılma tokluğu değerleri belirlenmiştir. İkinci grup üretimler, birinci grup üretimlerde elde edilen optimum bileşimi sağlayan bileşim üzerinden farklı sinterleme süreleri ve SPS sıcaklıkları ile gerçekleştirilmiştir. Bu üretimlerde sinterlenen numunelerin yoğunluk ve mikroyapısı ilişkisi göz önünde bulundurularak formal sinterleme analizi gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre matematiksel modelleme kullanılarak belirli SPS sıcaklıkları için aktif olan sinterleme mekanizmaları saptanmıştır. Üçüncü grup üretimlerle birlikte numunelerin gama ve nötron radyasyonu karşısındaki zırhlama özellikleri incelenmiştir. Numunelerin Cs-137 gama radyasyonu karşısında doğrusal zayıflatma katsayısı ve yarı değer kalınlıkları belirlenmiştir. Nötron radyasyonu karşısında ise total makroskopik kesit değeri ve yarı değer kalınlıkları hesaplanmıştır. SPS yöntemi ile üretilen B4C-FeNiCoCrMo seramikleri, monolitik B4C numunesine göre daha iyi yoğunluk değerleri, iyileşmiş yoğunlaşma davranışları, daha yüksek sertlik ve kırılma tokluğu değerleri, daha yüksek doğrusal zayıflatma katsayısı, daha düşük yarı değer kalınlığı ve gelişmiş total makroskopik kesit değeri göstermiştir. B4C-FeNiCoCrMo hedeflenen relatif yoğunluk değerine (%97) ulaşmıştır. En iyi yoğunluk ve mekanik özellikleri gösteren numune hacimce %2 FeNiCoCrMo içeren seramik numunesi olarak belirlenmiştir.
-
ÖgeFonksiyonel derecelendirilmiş Al2O3 CYZS termal bariyer kaplamaların cmas ve sıcak korozyon özelliklerinin belirlenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-03-29) Kırbıyık, Fatih ; Göller, Gültekin ; 506162418 ; Metalurji ve Malzeme MühendisliğiBu çalışmada, fonksiyonel derecelendirilmiş sekiz katmandan (FD8) oluşan alümina/serya-itriya ile stabilize edilmiş zirkonya (Al2O3/CYSZ) ve referans olarak tek katmanlı CYSZ termal bariyer kaplamalar (TBK) üretilmiştir. Termal bariyer kaplama numuneleri, bağ katmanı için yüksek hızlı oksi-yakıt (HVOF) ve seramik üst katman için atmosferik plazma spreyleme (APS) cihazları ile ticari tozlar kullanılarak spreylenmiştir. Çalışmanın temel amacı, üretilen kaplamaların CMAS tozu ve sıcak korozyon tuzlarına karşı dirençlerini belirlemektir. Bu amaçla TBK'lara termal çevrim ve termal gradyan testleri olmak üzere iki farklı termal test uygulanmıştır. Testlerde gaz türbin motorları sıcak bölgesinde kullanılan TBK'ların çevresel hasar mekanizmasını oluşturan CMAS ve sıcak korozyon bileşenlerinin varlığındamotor çalışma şartlarını simüle etmek amaçlanmıştır. Bundan dolayı TBK seramik üst katmanı yüzeyine CMAS ve sıcak korozyon toz + tuz bileşenleri aynı anda yerleştirilerek üst yüzeyden lazer ışını ile 1200 °C'ye ısıtma ve altlık arka yüzeyinden de sırasıyla su ve hava soğutma sayesinde oluşturulan statik termal gradyan ve dinamik termal çevrim testleri uygulanmıştır. Ayrıca TBK yüzeyleri lazer ışını ile terkar ergitilerek lazer yüzey modifikasyonu yapılmış ve bu numunere de aynı testler uygulanarak lazer yüzey modifikasyonunun etkisi belirlenmiştir. Lazer yüzey modifikasyonu parametreleri CYSZ numunesi için lazer gücü, güç yoğunluğu, lazer mesafesi, spot çapı ve tarama hızları sırasıyla 360 W, 90 W/cm2, 5,5 cm, 2,2 mm ve 170 mm/s olarak belirlenmiştir.
-
ÖgeNanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles(Graduate School, 2020-09-23) Aktürk, Ayşen ; Göller, Gültekin ; 506112413 ; Metallurgical and Materials Engineering ; Metalurji ve Malzeme MühendisliğiNowadays metal–polymer nanocomposites are the subject of increased interest due to their potential to combine the features of polymers with inorganic materials. Specifically, the combination of a natural polymer (biopolymer) and metal nanoparticles is highly appealing because of the individual antibacterial activity of the metal nanoparticle components, and the possibility to generate a biodegradable and biocompatible composite. The bioactivity of composites can be achieved by using bioactive inorganics such as hydroxyapatite, bioactive glasses. This study aims to combine metal-polymer-bioactive glass to fabricate new nanocomposite materials by using electrospinning method. For this purpose, polymer solutions containing bioactive glass (45S5) particles and/or metal nanoparticles (silver and copper nanoparticles) were prepared and then, they were electrospun into nanofibers under the relevant process conditions (i.e., solution concentration, applied voltage, tip-to-collector distance, flow rate, and etc.). Gelatin as a natural polymer and poly (Ɛ-caprolactone) (PCL) and polyvinyl alcohol (PVA) as synthetic polymers were employed in the experimental studies. Bioactive glass used in this study was fabricated by classical melt-derived method, while copper and silver nanoparticles were prepared by using biopolymers (soluble starch and sodium alginate) as the capping agents. Membranes were produced with a certain fiber diameter by using Box-Behnken design, which is a statistical experimental design method and characterization studies of these membranes were carried out.The crystalline structure of the produced bioactive glasses and metal nanoparticles were analyzed by X-ray diffraction (XRD) technique. Moreover, the surface morphology and the crystalline structure of the electrospun nanofibrous scaffolds were examined by the help of a scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffractometer (XRD). Changes in the structures of the obtained nanoparticles and membranes were detected by using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA) was performed to determine the thermal behavior of nanofiber membranes and copper nanoparticles. Furthermore, the in vitro degradation behavior of the scaffolds were investigated by using simulated body fluid (SBF). In addition, the bioactivity and the biocompatibility of the nanofibrous scaffolds were also investigated through in-vitro bioactivity tests and cell culture studies. Moreover, the antibacterial or antifungal effects of the obtained nanoparticles and membranes were determined. Finally, therapeutic ions release from the nanofibrous scaffolds were investigated by using inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). As a result of all these characterization studies, it was concluded that the nanofiber membranes obtained in this study have a potential for tissue engineering applications.