FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/179

Gözat

Çıkarma tarihi ile FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma

Dizinde bir noktaya atla:
  • Öge
    Aluminyum Yüzeylerin Katodik Ark Bakır Ve Bakır Yüzeylerin Katodik Ark Aluminyum Plazma Kullanılarak Alaşımlandırılması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-04-14) Çorlu, Beril ; Ürgen, Mustafa ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada, taban malzeme yüzeylerinin katodik ark plazma kullanılarak modifiye edilmesini hedefleyen yeni bir fiziksel buhar biriktirme (FBB) yöntemi sunulmuş ve katodik ark plazmanın taban malzeme ile etkileşimleri, tabana uygulanan bias voltajın etkileri dikkate alınarak incelenmiştir. Bu yöntem, bakır ve aluminyum iyonlarının sırasıyla aluminyum ve bakır taban malzemeleri üzerine ardışık olarak kaplanması (düşük bias voltajında, 150V) ve bombardımanı (yüksek bias voltajında,-1000V) ile gerçekleştirilmiştir. Bu teknik ile taban malzeme yüzeyini alaşımlandırma ihtimali ve kaplama-bombardıman aşamalarının bakır, aluminyum ve yüksek ve düşük demir içeren aluminyum alaşımları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Ek olarak, proses sırasında kaplama ve bombardıman sürelerini ayarlayarak yüzeyde oluşacak fazların kompozisyon ve oranlarının kontrol edilebilirliği araştırılmıştır. Deneyler, sıcaklık 500°C’nin altında tutularak ve herhangi bir sıcaklık sınırı uygulanmaksızın gerçekleştirilmiştir. Yukarıda bahsedilen KA-FBB tekniği saf aluminyum taban malzemeler üzerinde bakır katod kullanılarak denenmiştir. XRD, SEM ve EDS analizleri sonuçlarına göre, 500°C’nin altında yapılan deneylerde taban malzemelerinin yüzeylerinde, α-Al, θ-Al2Cu and η2-AlCu fazlarını içeren intermetalikçe zengin yapılar oluşmuştur. Bu fazların çeşit ve miktarlarının yüzey işlemi sırasında uygulanan bombardıman süresine bağlı olarak farklılık gösterdikleri tespit edilmiştir. Bombardıman süresi uzadıkça, bakırca zengin yüzey katmanı aluminyum atomlarını yapısına alarak bir dizi katı hal dönüşümüne maruz kalmış ve sonuç olarak yüzeyde aluminyumca zengin fazlar oluşmuştur. Taban malzemesi olarak saf aluminyumun kullanıldığı ve sıcaklık sınırı uygulanmaksızın gerçekleştirilen deneylerde ise yüzeyde α-Al and θ-Al2Cu ötektik karışımı oluşmuştur. Ek olarak, bakır dropletlerin etrafında az miktarda hiper-ötektik ayrışmalar tespit edilmiştir. Ağırlıkça %0.3 ve %1 demir içeren aluminyum alaşımlarının yüzeyleri de bakır katod kullanılarak KA-FBB tekniği ile modifiye edilmiştir. 500°C’nin altında yapılan deneylerde, her iki taban malzemenin yüzeyinde de intermetalikçe zengin yapılar oluştuğu gözlemlenmiştir. XRD, SEM and EDS incelemeleri, ağırlıkça %0.3 demir içeren taban malzemesinin yüzeyinin, tür ve oranları uygulanan bombardıman süresine bağlı olarak değişen θ-Al2Cu, η2-AlCu ve α-Al fazlarından oluştuğunu göstermiştir. Bu deneylerde de, yukarıda bahsedilen uzun bombardıman süresinin yol açtığı katı hal dönüşümleri gerçekleşmiştir. Ağırlıkça %1 demir içeren taban malzemesinin yüzeyinde ise θ-Al2Cu and ω-Al7Cu2Fe fazlarının oluştuğu tespit edilmiştir. KA-FBB prosesinin bombardıman aşaması sırasında ortaya çıkan ısıtma etkisi taban malzemenin halihazırda yapısında bulunan demirin yüzeye doğru yayınmasına ve dolayısıyla ω-Al7Cu2Fe fazının oluşmasına yol açmıştır. Ağırlıkça %0.3 ve %1 demir içeren aluminyum alaşımları üzerinde gerçekleştirilen ve herhangi bir sıcaklık kısıtlaması uygulanmayan deneylerde ise yüksek (-1000V) ve düşük (-150V) bias voltajı uygulandığında taban malzeme yüzeyleri sırasıyla erimiş ve katılaşmışlardır. Numune yüzeylerinde α-Al ve θ-Al2Cu fazlarını içeren ötektik benzeri yapılar ve demir içeren üçlü fazlar elde edilmiştir. Yüzey işlemi sırasındaki bombardıman etkisi yüzeyin erimesine ve tabanda bulunan demirin yüzeye doğru daha etkin yayınmasına yol açarak yüzeyde ciddi bir demir zenginleşmesine sebep olmuştur. Son olarak yüksek safiyetteki bakır taban malzemelerin yüzeyleri aluminyum plazma kullanılarak modifiye edilmiştir. Toplam bombardıman süresi uzun olan deneyde yüzeyde martensitik β1-AlCu3 yapısı ve (Cu) katı çözeltisi oluşmuştur. Bu fazlara ek olarak yapıda çok az miktarda γ1-Al4Cu9 intermetalik fazı da bulunmaktadır. Daha kısa toplam bombardıman süresi uygulandığında ve her döngüde numunenin üzerine kaplanan aluminyum miktarı arttırıldığında yüzeyde ağırlıklı olarak γ1-Al4Cu9 intermetalik fazı oluşmuştur. Numune-modifiye edilmiş yüzey arayüzeyinde ise martensitik β1-AlCu3 fazının oluştuğu gözlemlenmiştir. Bahsedilen yüzey modifikasyonlarının oluşum temelindeki mekanizmalar, fiziksel metalurji prensipleri kullanılarak tartışılmış ve bu yüzey modifikasyon tekniğinin yüzey alaşımlandırma ve intermetalikçe zengin yüzey oluşturmadaki potansiyeli ortaya konmuştur.
  • Öge
    Paslanmaz Çeliklere Uygulanan Düşük Sıcaklık Nitrürleme İşleminin Mekanik Ve Korozyon Özelliklerine Etkisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-11-12) Çelik, Özgür ; Kayalı, E. Sabri ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada, düşük sıcaklık nitrürleme işleminin AISI 304L, 316L ve 316Ti ostenitik paslanmaz çeliklerin korozyon ve mekanik davranışları üzerine etkisi incelenmiştir. Nitrürleme işlemi, gaz taşıyıcı olarak alümina tozlarını içeren akışkan yatak tipi bir fırında 400, 420 ve 450 oC sıcaklıklarda 4, 6 ve 10 saat sürelerde nitrürleme ortamı olarak % 60 amonyak + % 40 azot gaz karışımının kullanıldığı şartlarda gerçekleştirilmiştir. Nitrürleme işleminden sonra, nitrürlenmiş ostenitik paslanmaz çeliklerin korozyon ve mekanik (çekme, eğme, aşınma ve yorulma) davranışları işlemsiz durumlarıyla ve ortopedik implant malzemesi olarak yaygın kullanılan Rex 734 ostenitik paslanmaz çelikle karşılaştırılmıştır. Düşük sıcaklıkta nitrürleme işleminin ostenitik paslanmaz çeliklerin yüzey mukavemeti, korozyon dayanımı ve mekanik özelliklerini geliştirmede oldukça etkili olduğu gözlenmiştir.
  • Öge
    Genetik Mühendisliğiyle Altına Bağlanan Bir Peptitin Altın Yüzeyini Özgül Olarak Tanımasında Arayüzey Yük Mekanizmalarının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-04-07) Donatan, Ayşe Senem ; Ürgen, Mustafa ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu tez çalışmasında, altına özgül olarak bağlanan bir peptitin altın yüzeyini moleküler tanıması esnasında arayüzey yüklerinin etkisi araştırılmıştır. Buradaki esas amaç, anorganiklere özgül bağlanan peptitler (GEPI) ve hedef anorganik malzeme arasındaki özgül ilişki hakkında temel bir kavrayışa vakıf olmaktır. Kullandığımız model peptit 3rGBP1 ardarda üç kere tekrarlanan MHGKTQATSGTIQS amino asit dizisine sahiptir. Biz bu çalışmada peptit, çözelti ve metal yüzey arasında oluşan arayüzey dengesini metal yüzeyine voltaj uygulayarak ve çözeltinin pH ve ion konsantrasyonu değiştirerek özellikle bozduk. Daha sonra da, farklı yüklere sahip arayüzeylerde ortaya çıkan değişimleri kantitatif olarak gözlemledik. Tüm deneyler sıvı ortamında impedans görüntüleyecili elektrokimyasal kuvars kristal mikroterazi (EQCM-Z) sisteminde gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar göstermektedir ki; 3rGBP1 moleküllerinin kendiliğinden dizilme özellikleri ara yüzey yüklerinden önemli ölçüde etkilenmektedir. Özellikle arayüzeydeki pozitif yüklü parçacıkların 3rGBP1’nin bağlanma hızını ve miktarını arttırdığı gözlemlenmiştir. Bu çalışmada GEPI’lerin adaptasyon esnekliği 3rGBP1 model peptiti kullanılarak gösterilmiştir. Bu özellik, GEPI’lerin biyonanoteknoloji uygulamalarındaki kullanım alanını genişletecektir.
  • Öge
    Bakırın Katodik Ark Alüminyum Plazma İşlemi İle Al-cu Bileşiklerinin Üretimi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-10-03) Arpat, Erdem ; Ürgen, Mustafa ; 413559 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada, katodik ark fiziksel buhar biriktirme (KA-FBB) tabanlı bir iyon kaynağı değişen bias voltajları etkisi ile taban malzemeye biriktirilip bombardıman edilmiştir. İyon bombardımanı etkisi ile altlık yüzeyinde boşluk ve hatalar oluşturulmuş, çarpışma şelaleleri ve beraberindeki ısıl odaklar ile sıcaklığı artan yapıya biriktirilen tabakanın daha hızlı yayınması sağlanmıştır. Örnek olarak Al-Cu ikilisi kullanılmıştır. Çalışmada, 25 ve 50 mikron bakır folyo taban malzemeye ile 30 ve 60 sn/ 6 sn sürelerince tekrarlı olarak -50 ve 150 V/ -300 ve 500 V bias voltajlarının etkisi ile alüminyum biriktirilmesi/ bombardımanı uygulanmıştır. 30 ila 130 dakika toplam sürelerince kaplama/ bombardıman işlemi uygulanmıştır. Homojenizasyonun sağlanması için vakum ortamında 700 ̊C de 1, 6 ve 24 saat sürelerince tavlama ve kontrollü soğutma işlemi uygulanmıştır. Asimetrik ve simetrik geometriler kullanılarak x-ışını difraksiyon tayfları alınmış, yüzey ve kesitten SEM ve EDS ile inceleme ve noktasal ve çizgisel elementel analizler alınmıştır. alfa1-Cu, beta1-AlCu3, gamma1-Al4Cu9, delta-Al2Cu3 ve eta2-Al3Cu4 fazlarının elde edildiği tespit edilmiştir. Kesitleri parlatılmış numunelerin mikro sertlikleri alınmıştır. Alüminyum içeriğinin artışı ile sertlik değerlerinde artış gözlenmiştir.
  • Öge
    Volfram Esaslı Bileşiklerin, Kompozitlerin Ve De Hibrit Malzemelerin Üretilmesi, Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-03-02) Coşkun, Selim ; Öveçoğlu, M. Lütfi ; 425254 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu doktora çalışması, üç farklı volfram esaslı malzeme sistemi üzerine odaklanmıştır. İlk olarak WxBy tozları, WO2.72, B2O3 ve de redükleyici olarak Mg tozlarının kullanılması ile literatürde ilk defa mekanik alaşımlama yöntemiyle üretilmiştir. Bu çalışmalarda, W2B + WB toz karışımları ve de en önemlisi saf halde W2B5 tozları başarıyla üretilmiş ve de karakterizasyonları için kapsamlı bir X-ışınları çalışması gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak, WO2 nanotozları ilk defa yazar tarafından geliştirilmiş yeni bir sulu çözelti yöntemiyle üretilmiştir. Bunu takiben, üretilmiş olan nanotozlar farklı sıcaklıklarda tavlanarak nanoçubuklar ve nanoteller geliştirilmiştir. Artan tavlama sıcaklığı ile bu çubukların çapları değişmezken, boylarının birkaç yüz nanometreden birkaç on mikrometreye kadar uzadıkları gözlemlenmiştir. Bunların yanında sistemin bir diğer orijinalliği de yine bu çalışmada üretilen KNT’ler kullanılarak çeşitli volfram oksit/KNT hibrit malzemelerin üretilmiş olmasıdır. Son olarak, mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen VC ve ZrC takviyeli W-Mn matrisli kompozit sistemi yine bu çalışmada ilk defa incelenmiştir. Bunun sonucunda, artan mekanik alaşımlama süresi ve de Mn miktarının üretilen kompozitin mikroyapı ve mekanik özelliklerini önemli ölçüde geliştirdiği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma farklı volfram borür tozlarının mekanik alaşımlamayla, WO2 nanoyapıların ve KNT hibrit malzemelerinin yeni geliştirilmiş bir sulu çözelti yöntemiyle ve de W-Mn matrisli kompozitlerin mekanik alaşımlama ve de geleneksel sinterleme yöntemleriyle üretilmeleri konularında ilk bilimsel verileri sergilemektedir.
  • Öge
    İkiz Merdaneli Sürekli Döküm Yöntemi İle Üretilmiş Az31 Magnezyum Alaşımının Korozyon Davranışının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-07-09) Seçgin, Gizem Oktay ; Ürgen, Mustafa ; 436033 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    1.74 g/cm3’lük özkütlesi ile bilinen en hafif yapısal metal olan magnezyum, sahip olduğu önemli özellikleri ile otomotiv sanayisinin gelecekteki uygulamaları için çok büyük bir potansiyel durumundadır. Düşük yoğunluk, yüksek spesifik mukavemet, iyi döküm ve işlenebilirlik özelliklerine sahip magnezyumdan üretilmiş parçalarda karşılaşılan temel problem ise, çok reaktif bir metal olması sebebiyle korozyon direncinin düşük olmasıdır. Bu çalışmada, farklı döküm teknikleri ile üretilen magnezyum AZ31 alaşımı levhalar korozyon davranışları açısından incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, direkt soğutmalı döküm ile üretildikten sonra haddeleme işlemi ile 2 mm kalınlığında elde edilen AZ31 alaşımı levhalar ve Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) tarafından desteklenen TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü Projesi kapsamında ikiz merdaneli sürekli döküm yöntemi ile 1500 mm genişliğinde ve 4-8 mm kalınlığında üretilerek haddeleme işlemi ile 2 mm kalınlığında elde edilen AZ31 alaşımı levhalar kullanılmıştır. Korozyon deneylerinden önce, AZ31 alaşımı levhaların mikroyapısal özellikleri optik metalografi, taramalı elektron mikroskobu ve EDS analizi yöntemleri ile incelenerek, levhalar arasındaki mikroyapısal farklılıklar ortaya konmuştur. AZ31 levhaların, ağırlık kaybı yöntemi ile korozyon hızlarının karşılaştırılması amacıyla ASTM B117 standardına göre tuz püskürtme testi uygulanmıştır. 0.5 M Na2SO4, 0.5 M NaCl ve 0.01 M NaCl çözeltilerinde gerçekleştirilen elektrokimyasal korozyon testleri sonucunda, AZ31 levhaların polarizasyon eğrileri elde edilerek korozyon davranışları karşılaştırılmıştır. Korozyon testleri sonrasında yapılan karakterizasyon çalışmaları ile levhaların yapısında bulunan Al-Mn intermetaliklerinin boyutunun, miktarının ve dağılımının İMSD ve DSD AZ31 levhaların korozyon davranışları ve morfolojileri üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir.
  • Öge
    Etanole Dirençli Saccharomyces Cerevisiae’nin Evrimsel Mühendisliği Ve Moleküler Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-09-17) Yıldız, Burcu Turanlı ; Çakar, Z. Petek ; 443176 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Saccharomyces cerevisiae’de etanol direnci, etanol üretimini etkileyen en önemli faktörlerden biri olduğu için, endüstriyel etanol üretim biyoprosesleri konusunda çalışan pek çok araştırma grubu için önemli bir konudur. Etanol direncinin moleküler mekanizması karmaşık olduğundan, bir veya birkaç gen üzerinde yapılacak değişikliklere dayalı rasyonel metabolizma mühendisliği yaklaşımı ile bu mekanizmanın aydınlatılması mümkün görünmemektedir. Bu çalışmada, etanole dirençli S. cerevisiae mutantlarının elde edilmesi ve karakterizasyonu için, bir tersine metabolizma mühendisliği stratejisi olan evrimsel mühendislik yöntemi benimsenmiştir. Yüksek etanol direncine sahip mutant bireyler, dereceli olarak artan etanol stres koşulları altında elde edilmiştir. Sonuçlar, benimsenen stratejinin istenilen özellikte kültürler elde etmede oldukça etkili bir yöntem olduğunu göstermiştir. Elde edilen dirençli mayaların karakterizasyonu da gerçekleştirilmiştir. Etanol stresi altında etanole dirençli mayalarda eşey tipi dönüşümü ve buna bağlı diploitleşmenin meydana gelişi, endüstriyel maya suşlarında olduğu gibi, etanole dirençli laboratuvar suşlarında da birden fazla kromozom kopyası bulundurma (multi-ploidy) eğilimini ortaya koymuştur. Bu çalışma, dereceli olarak artan etanol stresi koşullarına cevaben, S. cerevisiae hücrelerinde eşey tipi dönüşümünün tetiklendiğini ortaya koyan öncü bir çalışmadır.
  • Öge
    Karbon Nanofiber İlave Edilmiş Mezofaz Zift Bazlı Karbon Köpüğün Hazırlanması Ve Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-10-23) Gül, Ayşenur ; Yardım, M. Ferhat ; 446593 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada üretilen karbon köpüklerin karakteristik özellikleri proses basıncı ve karbon nanofiber katkısı açısından incelenmiştir. Elde edilen karbon köpükler taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını difraktometresi (XRD), helyum piknometresi ve dayanım ölçümü cihazlarıyla karakterize edilmiştir. Yoğunlukları ölçülmüştür. Yapılan deneylerin sonucunda, 10 atm basınçta daha homojen, daha yoğun ve daha dayanıklı karbon köpükler elde edilmiştir. Ayrıca 10 atm basınçta elde edilen karbon köpükler daha az gözeneklidir. Karbon köpüklerin iskelet ve yığın yoğunluğu katkı maddesi ilavesi ile azalan bir eğilimi göstermiştir. Karbon köpüklerin dayanımı karbon nanofiber ilavesi ile azalmıştır.
  • Öge
    Metal Yüzeylerinin Soğuk Gaz Dinamik Püskürtme Tekniği İle Modifikasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-12-10) Meydanoğlu, Onur ; Kayalı, E. Sabri ; 450067 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Alüminyum esaslı kaplamalar çeşitli endüstri kollarında metal yüzeylerinin korozyon direncini arttırmak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak, bu kaplamalar metal yüzeylerinin korozyon direncini arttırmalarına rağmen zayıf mekanik özellerinden ötürü yüzeyi mekanik kuvvetlerden koruyamazlar. Alüminyum ve alaşımlarının zayıf mekanik özellikleri sert seramik takviye malzemesi ilavesi ile yüksek oranda geliştirilebilir. Bu noktada, sahip oldukları yüksek mukavemet/yoğunluk oranları, uygun mekanik özellikleri ve yüksek aşınma dirençleri nedeniyle alüminyum matrisli seramik partikül takviyeli kompozit kaplamalar korozyon ve mekanik özelliklerinin birlikte gelişmesini sağlarlar ve bu tarz kaplamalar ilgi odağı olmaktadır. Bu çalışmanın amacı T6-6061 Al altlık üzerine soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile 7075 Al matrisli seramik partikül (B4C, SiC ve Al2O3) takviyeli kompozit kaplama gerçekleştirmektir. Bu çalışma kapsamında, besleme toz karışımlarının üretilmesi için seramik partiküller hacimce oranları %10, 20 ve 40 olacak şekilde 7075 Al tozları ile karıştırılmıştır. Besleme toz karışımları nozül giriş basıncı 0.98 MPa ve sıcaklığı 300°C olan helyum proses gazı kullanılarak püskürtülmüştür. Kaplamaların karakterizasyonu mikroskobik incelemeler, sertlik ve yapışma mukavemet ölçümleri ile aşınma ve elektrolitik korozyon testleri ile yapılmıştır.
  • Öge
    Enjeksiyon Kalıplama Yöntemi İle Üretilmiş Olan Seramik Kompozitlerin Ve Sert Mıknatısların Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-12-25) Ünal, Nil ; Öveçoğlu, M. Lütfi ; 445401 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu tezdeki temel amaç sürtünme direnci yüksek WC disperse edilmiş zirkonya (ZrO2) seramik matriksli kompozitlerini ve ikinci aşamada NdFeB ve SmCo sert mıknatıslarını enjeksiyon kalıplama ve sinterleme yöntemi ile üretilmesini geliştirmektir. Günümüze kadar ZrO2 nin sertliğini arttırmak için kullanılan WC disperse edilmiş kompozitler sıcak presleme yöntemi ile üretilmiştir. Ancak bu çalışmada enjeksiyon kalıplama yönteminin karmaşık şekilli aşınmaya dayanıklı parçalar üretmekte yeni ve kullanılabilir bir teknik olduğu gösterilmektedir. Kompozit tozlar optimum katı oranı kullanılarak su bazlı bağlayıcı ile karıştırılmıştır ve homojenize edilmiştir. Elde edilen granüle besleme stoğu çeşitli kalıplara enjekte edilmiştir. Bağlayıcı uçurma işlemi ardından sinterleme yapılmıştır. Mekanik özellikler ve mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen özellikler aynı tozlar kullanılarak preslenip sinterlenen numuneler ile karşılaştırılmıştır. İkinci bir çalışmada, metal enjeksiyon kalıplanmış ve sinterlenmiş NdFeB ve SmCo sert mıknatısların üretimi için, mikron boyuttaki tozlar değişik bağlayıcı sistemler ile karıştırılıp son ürünün manyetik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Besleme stokları, izotropik ve anizotropik yönlenmeye sahip kalıplara enjekte edilmiştir. Bağlayıcı uçurma atmosferi, hızı ve sıcaklığı incelenmiş ve sinterleme gerçekleştirilmiştir. Sinterlenmiş parçaların mikroyapı ve faz analizi incelenmiştir. Oksijen ve karbon miktarı kimyasal testler ile ölçülmüştür. İzotropik ve anizotropik parçaların manyetik özellikleri histograf ile ölçülüp histerez diagramı, kuarsivitesi, remanensı ve max enerji ürünü elde edilmiştir. Günümüze kadar sert mıknatısların enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretimi başarı ile sonuçlanmamıştır. Ancak bu çalışma gösteriyorki uygun bağlayıcı ve sinterleme parameterleri kullanıldığında bu yöntemle parça üretmek pratik bir çözümdür. Gelecekte kullanım sayısı artıcak olan elektrik arabaların motorlarında veya elektronik cihazlarda bu parçaların enjeksiyon kalıplama sayesinde seri ve istenilen karmaşık şekillerde üretimi önem taşımaktadır.
  • Öge
    Ndfeb Esaslı Kalıcı Mıknatısların Manyetik Özellikleri Üzerinde Al Ve Cu Katkılarının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-09) Sadullahoğlu, Gülten ; Addemir, A. Okan ; 439534 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada, sıcak deformasyon yöntemi ile üretilen Nd18Tb1Fe68Co5B8 alaşımına Cu ve Al katkıları değişen oranlarda ilave edilerek manyetik özelliklere etkileri incelenmiştir. Külçelere uygulanan sıcak deformasyon işlemi 710oC, 750oC ve 800oC ‘de argon atmosferinde yapılmıştır. Sıcak deformasyon sonrası örneklerdeki küçülme miktarı %70’in üzerindedir. Tetragonal yapıdaki Nd2Fe14B kristallerinin c ekseninin presleme yönüne paralel yönlenmeleri sıcak deformasyon uygulanmış numunenin X ışını difraksiyon analizinde görülmüştür. Nd18Tb1Fe68Co5B8 külçesinde, Nd2Fe14B ve Nd yönünden zengin fazlarının yanısıra oluşan demir fazı Al ve Cu katkılı külçelerde görülmemiştir. (004), (006), (105) ve (008) difraksiyon düzlemlerine ait pik şiddetlerin izotropik tanelere sahip külçe numuneye kıyasla artmaktadır. Presleme yönüne paralel düzlemlerden alınan mikroyapı görüntülerinde de uzunlamasına büyüyen katmanlı manyetik Nd2Fe14B taneleri görülmüştür. Örneklerin manyetik özellikleri bileşim ve sıcaklık parametresine bağlı olarak değişmektedir. Al katkılı örneklerde deformasyon sıcaklığındaki artışla birlikte Br, Hc ve (BH)max değerleri yükselmiştir. 750⁰C’de preslenmiş Cu katkılı örneklerde Al katkısıyla birlikte Br, Hc ve (BH)max değerleri önemli ölçüde artmıştır.
  • Öge
    Tellür Oksit Esaslı Üçlü Sistemlerin Isıl, Kinetik Ve Yapısal Açıdan İncelenerek Camlaşma Özelliklerinin Ve Faz Dengelerinin Tespiti
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-05-14) Ersundu, Ali Erçin ; Aydın, Süheyla ; 458128 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada, optik veri iletim Sistemlerinde kullanım potansiyeline sahip TeO2-WO3-CdO ve TeO2-WO3-B2O3 üçlü oksit sistemlerinin geniş bileşim aralığında sistematik olarak ısıl, kinetik ve yapısal açıdan incelenmesi gerçekleştirilerek, camlaşma özellikleri ve faz dengeleri incelenmiştir. TeO2-WO3-CdO ve TeO2-WO3-B2O3 sistemlerinin camlaşma davranışının ve cam özelliklerinin incelenmesi amacıyla, sistemlerin cam yapma bileşim aralıkları belirlenmiş, cam oluşum bölgeleri haritalandırılmış ve cam numunelerin kırılganlık, yoğunluk, molar hacim, oksijen molar hacim, oksijen paketlenme yoğunluğu, kırılma indisi, cam kararlılık, cam geçiş aktivasyon enerjisi,kristalizasyon davranışı ve bağ yapısı özellikleri belirlenmiştir. TeO2-WO3-CdO ve TeO2-WO3-B2O3 sistemlerinin faz dengelerinin incelenmesi amacıyla, ısıl analiz, faz analizi ve mikroyapı analizleri uygulanmış ve sistemlerin denge doğruları ve denge üçgenleri belirlenerek faz diyagramları oluşturulmuştur. Buna göre, TeO2-WO3-CdO sisteminin herhangi bir üçlü bileşik içermediği, katı çözünürlük göstermediği ve 4 denge üçgeni meydana getiren 9 denge doğrusundan oluştuğu belirlenmiştir. TeO2-WO3-B2O3 sisteminin ise geniş bir faz ayrışma bölgesi içerdiği, herhangi bir üçlü bileşik içermediği, katı çözünürlük göstermediği ve sistemdeki tek denge üçgenini meydana getiren 3 denge doğrusu içerdiği tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında, TeO2-WO3-CdO ve TeO2-WO3-B2O3 sistemlerinin cam yapma bileşim aralıkları belirlenerek cam oluşum bölgelerinin haritalandırılması, cam numunelerin kinetik incelenmesi, kristalizasyon davranışlarının ve cam özelliklerinin belirlenmesi ve yapısal incelenmesi literatürde ilk kez gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu tez kapsamında, TeO2-WO3-CdO ve TeO2-WO3-B2O3 sistemlerinin faz diyagramları literatürde ilk kez oluşturulmuştur.
  • Öge
    Gaz Algılama Uygulamalarında Kullanılmak Üzere Nanotüplü Ti Ve Tial Anodik Oksit Filmlerin Üretimi Ve Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-07-19) Bayata, Fatma ; Ürgen, Mustafa ; 10001122 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada katodik ark tekniği ile altlık malzemeye çok iyi yapışan, yoğun, eş eksenli ve anodizasyon esnasında kullanılan elektrolite dayanıklı metalik Ti ve TiAl ince filmler üretilmiştir. Ti ve TiAl kaplama yapılarının anodizasyon prosesi açısından uygunluğu ve dayanıklılığı test edilmiştir. Literatürde TiAl alaşım kaplamaların anodizasyonu ile ilgili çalışma olmadığı için daha çok TiAl kaplamalarının anodizasyon parametrelerinin optimizasyonu üzerinde yoğunlaşılmıştır. Düzenli dizilime sahip nanotüp yapıları ile uzun nanotüp yapıları içeren anodik oksitler elde etmek için gerekli optimum anodizasyon parametreleri belirlenmiştir. Nanoyüzeyli Ti ve TiAl anodik oksitlerin kristalizasyon davranışları, ısıl işlemler sonrasında yapılan faz analiz çalışmaları ile belirlenmiştir. Nanoyüzeyli Ti anodik oksitlerde anatas-rutil faz dönüşümü 720 °C civarında görülmüştür. Ancak, TiAl anodik oksitlerde anatas-rutil dönüşümü Al dopantının katkısından dolayı kinetik olarak geciktirilmiştir. Tüm yapılan ısıl işlem çalışmaları sonucunda, anatas-rutil faz dönüşümü üzerinde genel olarak 3 parametrenin etkili olduğu düşünülmüştür. Bunlar; yapının nanoboyutta oluşu, nanotüp yapısının altında metalik filmin varlığı ve Al ile katkılanlandırılmasıdır. Son olarak ise, üretilen nanoyüzeyli Ti ve TiAl anodik oksitler sensör malzemesi olarak kullanılmıştır. Bu malzemelerin hidrojen algılama özellikleri farklı sıcaklıklarda ve farklı hidrojen gaz konsantrasyonunda test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde, Al katkısının hidrojen gaz algılama özellikleri üzerindeki etkisi irdelenmiştir.
  • Öge
    Titanyum Yüzeylerin Katodik Ark Alüminyum Plazması İle Alaşımlanması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-09-13) Turutoğlu, Tuncay ; Kazmanlı, Kürşat ; 10011140 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Bu çalışmada, katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile farklı bias voltajları uygulanan kaplama ve yayındırma işlemleri ardışık bir şekilde gerçekleştirilerek titanyum taban malzeme yüzeyinde titanyum-alüminyum metaller arası bileşiklerinden oluşan yayındırma katmaları üretilmiştir. Bu amaç doğrultusunda yöntem doğru akım ve alternatif akım olmak üzere iki farklı bias güç kaynağı kullanılarak uygulanmıştır. Doğru akım bias güç kaynağının kullanıldığı kaplama-yayındırma işleminde katodik ark plazmasında bulunan iyonların düşük bias voltajlarında taban malzeme üzerine biriktirilmesinin ardından yine aynı plazmanın daha yüksek bias voltajı etkisi altındaki iyonları tarafından bombardıman edilerek yayındırılması ile titanyum-alüminyum metaller arası bileşiklerinden oluşan temel bir yayındırma katmanı elde edilmiştir. Daha sonra temel yayındırma katmanı değişik bias voltajları ve süreleri ile bombardıman edilerek (kaplama-yayındırma ve bombardıman işlemi) yeni titanyum-alüminyum metaller arası bileşiklerden oluşan yayındırma katmanları üretilmiştir. Alternatif akım bias güç kaynağının kullanıldığı elektron ısıtma çalışmalarında katodik ark plazmasında bulunan iyonların negatif bias voltajında biriktirilmesi ve pozitif bias voltajında elektron ısıtma yolu ile yayındırılması ile titanyum alüminyum metaller arası bileşiklerinden oluşan yayındırma katmanları elde edilmiştir. Numune sıcaklıklarının elektron akımı ile kontrol edildiği yöntemde, sabit, artan ve azalan sıcaklık profilleri kullanılarak değişik faz içeriklerine sahip titanyum-alüminyum yayındırma katmanları üretilmiştir.
  • Öge
    Alkali Ve Kurşun Alkali Sırların Yapısının Raman Spektroskopisi İle Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-12-16) Şimşek, Gülsu ; Geçkinli, A. Emel ; 409783 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Sır esas olarak SiO4 tetrahedralarının birbirine kısmen (polimerize) veya tamamen bağlı olduğu cam yapısına sahiptir. Sır içerisine ilave edilen katkı maddelerinin cinsi, miktarı ve aynı zamanda işlem sıcaklığı, Si-O bağlarını kopararak polimerizasyon derecesine ve dolayısıyla Si-O gerilme ve bükülme vibrasyon modlarına etki eder. Raman spektroskopi tekniği ile sır yapısında meydana gelen bu nano düzeydeki karakteristik değişimi saptamak mümkündür. Antika seramiklerin sırları, başlıca farklı bileşimde alkali ve kurşun oksit-alkali içeren sırlardır. Kireçli ve kalay oksit katkılı sırlar da farklı kültür ve dönemlerde kullanılmıştır. Son yıllarda Osmanlı seramik teknolojisinin aydınlatılmasına yönelik yapılan sınırlı sayıdaki analizlerde başlıca SEM-EDS yöntemi kullanılmıştır. “İznik” olarak tanımlanan seramiklerin İznik dışındaki kazılarda da ele geçmesi, nerede üretildikleri konusunda tartışma yaratmıştır. Bu çalışmada, Topkapı Sarayı Müzesi deposunda bulunan, menşei belli olmayan 46 adet çini ve seramik parçasının sır ve dekorları, SEM-EDS mikro analiz yöntemine paralel olarak mikro-Raman spektroskopi yöntemi ile analiz edilmiştir. Raman spektrumları ilk defa, mikro analiz sonuçları ile birlikte değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalara, dört referans çinisi ile Fransa, Sevr Müzesinde bulunan ve sır bileşimleri bilinmeyen 13 adet seramik eser dâhil edilmiştir. Bu eserlerden ikisi imitasyondur. Bu çalışmanın sonuçları, farklı bileşimdeki sırların dolayısıyla antika seramiklerin tahribatsız yöntemle tasnifinde önemli bir referans niteliğini taşımaktadır.
  • Öge
    Yüzeyce Güçlendirilmiş Raman Spektroskopisi İle Protein Karakterizasyonu İçin Aao Şablonlar İle Altlık Üretimi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-10-01) Akıncı, Beril Zehra ; Ürgen, Mustafa Kamil ; 10054290 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Raman etkisinin keşfedilmesi fizik, kimya ve malzeme biliminde çok önemli ilerlemelere neden olmuştur. Fakat göreceli olarak zayıf bir saçılma olan Raman saçılması keşfedilmesinin üzerinden geçen süre zarfında ilk etkisini yitirmiş ve kızılötesi saçılma sektroskopisi gibi yöntemlere kıyasla çok kullanılmayan bir yöntem haline gelmiştir. Bu durum 1974 yılında “yüzeyce güçlendirilmiş Raman saçılmasının” (SERS) bulunması ile son bulmuş ve bu alana olan ilgi tekrar artmıştır. Yüzeyce güçlendirilmiş Raman saçılması, isminin de belirttiği üzere nano boyutta yapılandırılmış malzemelerinin yüzey özelliklerinin uygun bir ışık kaynağı ile uyarılması sonucu ile oluşan ve yüzeye çok yakın bir bölgede bulunan moleküllerden alınan Raman saçılmasını kuvetlendirici etkiye sahip bir yöntemdir. Bu sayede çok düşük miktarlardaki moleküllerin bile Raman sinyalleri güçlü bir şekilde alınmakta ve moleküllerin tanımlanması yapılabilmektedir. Bu yöntemde gözlemlenen güçlenmenin iki temeli vardır. Bunlardan ilki “elektromanyetik kuvvetlenmedir”. Elektromanyetik etki, metal yüzeyine düşen ışığın, yüzey plazmonlarını uyarması ve bu yüzey plazmonlarının toplu şekilde salınım yaparak bir elektrik alan oluşturması ile oluşur. Bu elektrik alan içerisinde bulunan molekülden gelen Raman saçılması ise elektrik alanın etkisiyle kuvvetlenmiş olarak ölçülür. İkinci güçlenme mekanizmasının ise moleküllerin elektronik bulutu ile metal yüzeyinin elektronik alanı arasında bir şarj iletimi oluşması yoluyla meydana geldiği düşünülmektedir. Kimyasal bağlanma kaynaklı bu etkinin toplam kuvvetlenmeye katkısı elektromanyetik etkiye oranla çok daha düşüktür. Görüldüğü üzere SERS yöntemi ile Raman analizi yapılabilmesinin ilk kuralı uygun malzemelerden nano yapılı düzenenli ve kontrollü yüzeylerin hazırlanmasıdır. Bu tez çalışmasının üç temel hedefi vardır. Bunlar 1) SERS için uygun yüzeylerin (altlıkların) anodik alüminyum oksit içerisine maskeleme yöntemi kullanılarak doğru akım altında elektrokimyasal olarak biriktirilmesi, 2) hazırlanan yüzeylerin SERS etkinliğinin optimize edilmesi (en/boy oranlarının kullanılan uyarıcı ışık kaynağı altında en şiddetli kuvvetlenmeyi vermesi için ayarlanması), SERS kuvvetlenme faktörürünün hesaplanması ve hazırlanan altlıkların biyolojik moleküller için uygunluğunun denenmesi, 3) üretilmiş ve optimize edilmiş olan nanoyapılı yüzeyler üzerinde SERS yöntemi ile “altına özgü olarak bağlanan peptidlerin” (GBP) bağlanma mekanizmalarının yüzey yükü değiştirilerek incelenmesi ve bu sayede farklı yüzey yüklerinde peptid-altın ilişkisinin irdelenmesi. Şimdiye kadar kullanılan geleneksel SERS altlıkları çoğunlukla çözelti içerisindeki kolloidal nanoparçacıklar, elektrokimyasal yöntemlerle pürüzlülüğü arttırılmış elektrot yüzeyleri ve litografik yöntemlerle üretilmiş yüzeylerden oluşmaktadır. Pürüzlü yüzeylerde kontrolsüz düzensizlikler nedeniyle homojen bir yapı elde xxiii edilememktedir, bu durum da yapılan ölçümlerin tekrarlanabilir olmasını engellemektedir. Kolloidal çözeltilerde topaklanma sorunu mevcuttur ve dolayısıyla da elde edilen sonuçların verimsiz ve tekrar edilemez olması problemleri vardır. Düzensizlik ve kontrolsüz yüzey özellikleri sorunlarını çözen litografik yötemler ise çok pahalı ekipmanlar gerektirmekte olup, zaman alan ve üretilebilen yüzey alanı çok sınırlı olan zahmetli prosedürlerdir. Bu nedenle nano yapılı yüzeylerin elde edilmesinde uzun zamandır kullanılmakta olan anodik alüminyum oksit (AAO) ile maskeleme yöntemi SERS altlıklarının üretilmesi için ideal bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Zahmetsiz ve hızlı bir şekilde, saf alüminyumun asidik bir elektrolit içerisinde anodik olarak polarizasyonu sonucu düzgün altıgen boşluklara sahip bal peteği dokulu bir oksit yapısı elde edilir. Yapının boşluk çapı, derinliği, boşluklar arası mesafe gibi özellikleri anodizasyon parametrelerine bağlı olup, bu parametreler üzerinden yapılan değişiklikler ile kontrol edilebilmektedir. Bu yapının direk olarak elektrokimyasal malzeme biriktirme yönteminde maske olarak kullanılmasına tek engel ise nano boşlukların tabanında oluşan ve elektrik geçişine engel olan yalıtkan oksit tabakasının varlığıdır. Bu nedenle AAO maskelerin alüminyum altlığından ayrılıp boşlukların kimyasal yöntemlerle tabanlarının açılması gerekmetedir. Bu işlem ise çok kırılgan ve boşluk çapları değişken maskeler elde edilmesine neden olur. Oysa alüminyum teknolojisinde uzun zamandır kullanılmakta olan fakat nano yapılı AAO yüzeylere ilk defa grubumuz tarafından uygulanan çinkolama işlemi ile tabandaki yalıtkan oksit tabakanın yerine çok ince bir çinko kaplaması basit bir şekilde biriktirilmiştir. Bu sayede AAO taban alüminyum metalinden ayrılmadan iletken hale gelmektedir. Bu tezde çinkolama işlemi AAO yüzeyler için ilk defa optimize edilmiş ve AAO’in boşluklarının büyüme mekanizması sıcaklık ve zaman değişkenlerine göre kontrol altına alınmıştır. Daha sonra hazırlanan ve boşluk dipleri iletken hale gelmiş olan AAO maskeler, nikel, altın ve gümüş metallerinin doğru akım altında elektrokimyasal olarak biriktirimesinde kullanılmıştır. Elektrokimyasal biriktirme sonrasında aluminium altlık ve AAO tabakaları çözülerek, kendiliğinden ayakta durabilen, düzgün metal nanotel yüzeyler elde edilmiştir. Nanotel çapları ortalam %70 oraında 100-150 nm arasındadır. Bu yüzeylerin SERS altlığı olarak optimizasyonu, boy/çap oranlarına göre yapılmış ve iki örnek molekül kullanılarak doğrulanmıştır. Boy/çap oranının metalik nanotellerde yüzy plazmonlarının oluşmasında çok önemli bir faktör olduğu bilinmektedir. Yüzeylerin optimizasyonunda kullanılan moleküllerden ilki (Rhodamine 6G) SERS kuvvetlenmesinin hesaplanması için kullanılmış ve yüzeylerin kuvvetlendirme faktörü 5x106 olarak hesaplanmıştır. Ikinci molekül olan “bovine serum albumin” (BSA) ise yüzeylerin protein moleküllerinin incelenmesi için uygunluğunun test edilmesi amacı ile incelenmiştir. Bu çalışmadan alınan sonuçlar, literatürdeki sonuçlar ile karşılaştırıldığında göstermiştir ki, üretilmiş olan altlık malzemeleri ile protein moleküllerinin yüzeye bağlanma ve bu yüzeylerdeki davranışlarını incelemek mümkündür. BSA molekülünün yüzey üzerinde konformasyonunun bozulmadan kaldığı ve SERS spektrumunda tüm önemli bağlarının görüldüğü belirtilmiştir. Bunun yanı sıra üretilen altlıkların yüzey özelliklerinin Raman kuvvetlendirmesini tüm yüzeyde tutarlı bir şekilde yaptığı, yüzeylerin tekrar kullanılabilir olduğu ve farklı ışık kaynakları ile uyarılmanın gerekmesi durumunda anodizasyon parametrelerinde değişiklikler yapılarak uygun ebatlarda üretilebileceği gösterilmiştir. Tüm bu özellikler AAO yöntemi kullanılarak hazırlanan SERS altlıklarının çok hassas ölçümler yapılması gereken biyolojik çalışmalar için ideal xxiv olduğunu kanıtlamıştır. Ayrıca altlıkların kolay üretilebilir, dayanıklı olması ve geleneksel altlık malzemelerinin aksine SERS SERS yönteminin küçük peptidelerin yüzeye bağlanma özelliklerinin incelenmesi için çok uygun bir yöntem olduğu yapılan literature araştırmaları sonucu anlaşılmıştır. SERS etkisi yüzeyden uzaklaştıkça azalmakta olduğundan peptid spektrumlarında en şiddetli elde edilen pikler, peptidin yüzeye hangi bölgesi ile bağlandığı hakında bilgi verebilmektedir Malzeme-peptid yüzey etkileşimlerinin ne şekilde gerçekleştiğinin anlaşılması çok fonksiyonlu melez nano yapıların üretilmesi açısından önemlidir. Özellikle yüzeylere özgül olarak bağlanma özellikleri olan kombinatoriyal genetik yöntemlerle seçilmiş peptidlerin bağlanma mekanizmalarının anlaşılmasında, SERS sonuçlarının atomik kuvvet mikroskobu, nükleer manyetik rezonans ve kuvars kristal mikro terazi ölçümleri ile elde edilmiş olan sonuçlar ile beraber yorumlanması çok önemli bilgilere ulaşılmasına olanak verir. Özellikle altına özgü olarak bağlanan peptidlerin tanımlanması ve bağlanma özelliklerinin incelenmesini içere bir çok çalşma mevcut olmasına rağmen bağlanma mekanizması halen tam olarak anlaşılmış değildir. Çalışmalar peptidin yüzeyi geleneksel thiol bazlı mekanizmalar üzerinden değil de elektrostatik ve hydrofobik etkileşimler sonucu tanımakta olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışmada kullanılan model peptid MHGKTQATSGTIQS amino asit dizisinin üç kere tekrar edilmesi ile oluşan 3rGBP peptididir. Altına bağlanan peptidlerin, dört farklı yüzey yükü altında bağlanma mekanizmaları SERS tekniği kullanılarak literatürde ilk defa incelenmiştir. Yüzey yükü üzerinde yapılan değişilikler bu peptidle ilgili var olan çalışmalarn yapıldığı nötral pH olan 7.4 temel alınarak incelenmiştir. 7.4 pH değerinde peptidin toplam yükü + 3’tür. Diğer pH değerlerinde yükler sırasıyla +6 (pH 4.5), izoelektrik nokta (pH 10.28) ve -1 (pH 12) olarak seçilmiştir. Çözelti pH’ında yapılan değişikliklerin metal-çözelti arayüzeyindeki yük dengesini de değiştirmektedir. Bu değişikliğin sonucunda bağlanma mekanizmasında olan değişiklikler daha önce elektrokimyasal kuvars kristal mikroterazi yöntemi ile detaylı olarak grubumuz içerisinde incelenmiştir. SERS ile yapılan bu çalışmada alınan sonuçlar ise daha önce yapılmış olan çalışmaları desteklemektedir. Buna göre GBP’ler elektrostatik çekim kuvvetleri ve hidrofobik etkileşimler sonucunda yüzey yükündeki değişimlere bağlı olarak farklı amino asit bölgeleri ile yüzeyle etkileşime geçmektedir.Ayrıca peptidin yüzeye normal şartlar altında bağlanması beklenmeyen koşullar altında bile konformasyonunu değiştirerek yüzey ile dinamik bir denge oluşturmakta ve neredeyse tüm amino asitlerini kullanarak yüzeye temas etmektedir. Bu çalışmanın sonucunda SERS yönteminin, uygun altlık malzemeleri kullanılması durumunda, özellikle biyolojik moleküllerin incelenmesi ile ilgili çalışmalarda çok etkin olduğu anlaşılmıştır. Aynı yöntemin altın nanotel yüzeyler yerine diğer teknolojik öneme sahip ve plazmonik özellikler gösteren metaller ile altlıkların üretilmesi durumunda anorganiklere özgül bağlanan diğer peptidlerin de incelenesi kullanılabileceği öngörülmektedir. Üretilen altlıkların büyük yüzey alanına sahip olması, kolay üretilebilir olması, temizleme işlemleri sonrası yapılarının bozulmadan tekrar kullanılabilir olması en önemli özellikleridir.
  • Öge
    Akımsız Ni-P, Ni-B ve Ni-W-B kaplamaların yüksek sıcaklık oksidasyon ve camla etkileşim davranışlarının incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015) Avcıoğlu Eraslan, Sinem ; Ürgen, Mustafa Kamil ; 405049 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Metal kalıplar, cam ambalaj üretim proseslerinde elde edilecek ürünlerin kalitesini doğrudan etkileyen en önemli sistem parçalarından biridir. Yüksek sıcaklıkta ve camla sürekli temas halinde çalışan bu kalıplarda malzeme seçimi noktasında istenilen gereksinimlere yanıt veren ve maliyet açısından avantaj sağlayan dökme demirler oldukça yaygın kullanıma sahiptir. Bahsi geçen dökme demir kalıplar, üretim prosesleri esnasında mekanik ve ısıl gerilmelere maruz kalırlar ve buna bağlı olarak zaman içerisinde son ürünlerde hata oluşumlarına neden olabilirler. Hataların giderilmesi için harcanan ilave zaman ve işçilik işletme için ekstra maliyet anlamı taşımaktadır. Nitekim, belirli kullanım ömürlerine sahip bu kalıplar bu süre sonunda ıskartaya ayrılarak kullanılamaz duruma gelirler. Kalıp kullanım ömürlerinin arttırılması ve üretim sırasında ortaya çıkan kalıp kaynaklı sorunların oranının azaltılması için kalıp malzemelerinin iyileştirilmesi amacıyla gerçekleştirilen çalışmalar cam ambalaj üretim tesislerinde her zaman güncelliğini koruyan bir konudur. Farklı malzeme alternatiflerinin araştırılmasının yanı sıra mevcut malzemelerin camla temas halindeki yüzey kısımlarının özelliklerinin geliştirilmesi öncelikli araştırma konuları arasında yer almaktadır. Bu araştırmalar kapsamında sementasyon, karbonitrürleme, nitrürleme ve borlama gibi çeşitli tekniklerle kalıp malzemelerin yüzeylerinin geliştirilmesinin ve kullanım ömürlerinin arttırılmasının mümkün olduğu ortaya konulmuştur. Özellikle borlama teknikleri, cam ambalaj üretim proseslerinde son yıllarda önemli kullanım alanı bulmuştur. Ancak borlama uygulamasının ardından ihtiyaç duyulan parlatma gibi çeşitli mekanik işlemlerin, normal kalıplara nazaran yüzeylerinde daha fazla ayrıntı içeren gravürlü kalıplarda yüzey bozunmasına neden olmasından dolayı borlama tekniği gravürlü kalıplar için kullanılabilir bir uygulama olma niteliği taşımamaktadır. Bahsi geçen gravürlü kalıplarda üretim esnasında ortaya çıkan ve hatalara neden olan durumların minimuma indirgenmesi için kalıp yüzeylerine uygulanacak bir kaplamanın avantaj sağlayabileceği öngörülmüştür. Bu kaplamanın homojen kalınlıkta olması, aşınma ve korozyon direncinin yüksek olması öncelikli gereksinimlerin başında gelmektedir. Bu gereksinimleri karşılamak adına akla gelen ilk uygulama, akımsız kaplama sistemlerdir. Akımsız nikel kaplamalar Ni-P ve Ni-B olmak üzere iki ana kategori altında ele alınabilir. Akımsız kaplamlara W, Co, Mo, Mn, Re gibi üçüncü bir elementin katılabileceğinin gösterilmesi, akımsız nikel alaşım kaplamalar başlığıyla yeni bir sayfa açılmasına neden olmuştur. 2010 yılında gerçekleştirilen yüksek lisans çalışması kapsamında akımsız Ni-B banyosuna uygun bileşimde sodyum tungstat ilavesi ile akımsız Ni-W-B kaplamalar elde edilmiş ve bu kaplamaların genel özelliklerinin yanı sıra aşınma davranışları incelenmiştir. Bu incelemeler neticesinde, elde edilen Ni-W-B kaplamaların ticari Ni-B kaplamaya kıyasla daha iyi aşınma ve korozyon özelliklerine sahip olduğu ortaya konulmuştur. Bunun yanı sıra gerçekleştirilen ilk denemeler sonucunda akımsız Ni-W-B kaplamalı dökme demir kalıpların cam ambalaj üretiminde kullanılma potansiyelinin oldukça yüksek olduğu görülmüştür. Akımsız kaplamaların cam ambalaj üretiminde amaca uygun kullanım potansiyelini ortaya koymak adına öncelikle bu kaplamaların üretim koşullarında bulundukları ortam göz önünde bulundurulmalıdır. Yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen cam ambalaj üretim proseslerinde kalıp malzemesi olarak kullanımı amaçlanan bu kaplamaların oksidasyon davranışları, üretim koşulları göz önünde bulundurulduğunda önem kazanan ilk parametre olarak karşımıza çıkmaktadır. Cam ile kalıp yüzeyinin temasına dayalı süregelen proseslerde, üretim esnasında cam ve kalıp yüzeyi arasında meydana gelen etkileşimler ise incelenmesi gereken diğer önemli noktalardır. Bu noktadan yola çıkılarak planlanan bu tez çalışması kapsamında, öncelikli olarak akımsız Ni-P, Ni-B ve Ni-W-B kaplamalar dökme demir ve orta karbonlu çelik numuneler üzerinde elde edilerek, kaplamaların temel özellikleri XRD, SEM, EDS, GDO-ES ve mikro-sertlik cihazları yardımıyla ayrıntılı şekilde karakterize edilmiştir. İstenilen niteliklerdeki akımsız kaplamaların elde edilmesinin ardından çalışmanın ilk aşaması olan yüksek sıcaklık oksidasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu deneyler kapsamında Ni-P, Ni-B ve Ni-W-B kaplamalı çelik numuneler öncelikli olarak 400-1200°C aralığında 2 saat süre ile oksidasyon işlemine tabi tutulmuş ve elde edilen numunelerin oksit kalınlıkları GDOES ve SEM analizleri yardımı ile kaydedilmiştir. Bunun yanında yüzeyde oluşan oksitlerin yapısının incelenmesi adına SEM, EDS ve RAMAN analizleri gerçekleştirilmiştir. 1 saat süre ile gerçekleştirilen deneyler neticesinde söz konusu kaplamaların oksidasyon davranışlarının detaylı olarak incelenmesi için uygun sıcaklık aralığının 500-800°C olduğuna karar verilmiş ve bu aralıkta süreye bağımlı oksidasyon çalışmaları yürütülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında cam ambalaj üretiminde kullanılması hedeflenen bu kaplamaların üretim koşullarına benzer şartlar altında sıcak cam ile olan etkileşimlerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda CETR UMT sistemi kullanılarak yeni ve basit bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Düzenekte kaplamalı çelik numuneler ve soda kireç camından üretilen toplar kullanılmıştır. Kaplamalı numuneler ve tutucuya yerleştirilen soda camı düzenekte yer alan fırın içerisine yerleştirilerek sıcaklık 600°C'ye ayarlanmıştır. Cam ambalaj üretim koşulları baz alınarak seçilen bu sıcaklık değerine ulaşılmasının ve tutucuda yer alan cam topun belirli bir yumuşama göstermesinin ardından, cam top ile numune birbirleri ile temas haline getirilmiş ve ardından belirli bir kuvvet uygulanmıştır. Cam ve kaplama malzemesi, kuvvet sabit kalacak şekilde belirli bir süre temas halinde bekletilmiş ve akabinde daha düşük bir çekme kuvveti uygulanarak cam ile kaplama arasındaki temas kesilmiştir. Bu yöntemle, yazılım tarafından kontrol edilen Fz değerleri baz alınarak farklı kaplama türleri ile cam arasında gerçekleşen yapışmanın ve ayrılmanın karakteri hakkında fikir sahibi olma ve kıyaslama yapabilme olanağı sağlanmıştır. Düzenekte gerçekleştirilen deneylerin ardından elde edilen kaplamalı numuneler ve cam topların yüzeyleri optik profilometre, SEM ve EDS analizleri yardımıyla incelenerek etkileşim esnasında meydana gelen reaksiyonlar irdelenmiştir. Gerçekleştirilen oksidasyon deneyleri sonucunda, akımsız Ni-P, Ni-B ve Ni-W-B kaplamaların oksidasyon davranışının yalnızca kaplamanın kendi özelliklerine değil, aynı zamanda taban malzeme ile kaplama arasında gerçekleşen difüzyon proseslerine de bağlı olduğu açık şekilde görülmüştür. Ni-P kaplamalar ile gerçekleştirilen incelemeler sonucunda literatürde yer alan verilere benzer sonuçlar elde edilmiştir. Kaplamaların oksitlenme hızının önemli seviyelere gelmesinde taban malzemede yer alan demirin yüzeye doğru difüzyonu önemli bir rol oynamaktadır. Süre ve sıcaklığa bağımlı olarak kaplama ile taban malzeme arasında bir ara difüzyon katmanının oluşumu söz konusudur. Yapılan analizler neticesinde kaplama yapısında bulunan fosforun bu ara difüzyon katmanında yer almadığı görülmüştür. Ni-B kaplamalarda karşımıza çıkan en önemli sonuç oksidasyonun devam etmesi ile birlikte yapıda bulunan borun, oksitler oluşturarak yapıdan uzaklaşmasıdır. 700 ve 800°C'de gerçekleştirilen deneyler sonucunda kaplama yüzeylerinde nikel borat yapılarının oluşumu gözlenmiştir. Ni-P kaplamalara benzer şekilde ni-B kaplamalarda da süre e sıcaklıkla kalınlığı artan ara difüzyon katmanlarının oluşumu kaydedilmiştir. Ancak Ni-P kaplamalar ile kıyaslandığında katman kalınlıklarını daha ince olduğu görülmüştür. Yine Ni-P kaplamalara benzer şekilde demirin yüzeye doğru difüzyonu söz konusudur ancak oksit oluşum hızı Ni-B kaplamalarda daha yavaştır. Ni-W-B kaplamalar genel olarak Ni-B kaplamalara benzer bir oksidasyon davranışı sergilemiştir. W katkısının en önemli getirisi ara difüzyon katmanının oluşumunda karşımıza çıkmıştır. Ni-W-B kaplamalarda oluşan ara difüzyon katmanlarının kalınlıkları Ni-B kaplamalara göre daha küçüktür. W'in demirin yüzeye doğru difüzyonunu önemli ölçüde yavaşlattığı da analizler sonucunda karşımıza çıkan bir diğer durumdur. Cam – kaplama etkileşimlerinin ele alındığı deneyler neticesinde bor bazlı nikel kaplamaların, fosfor bazlı nikel kaplamaya kıyasla, camla yapışma açısından daha iyi sonuçlar verdiği ifade edilebilir. Belirlenen parametrelerde gerçekleştirilen deneyler neticesinde uygulanan çekme yükü sonrasında Ni-P kaplamalar ile cam arasında ayrılmanın gerçekleşmediği görülmüştür. Ni-W-B kaplamalarda elde edilen ayrılma yükü ise Ni-B kaplamalara göre daha küçüktür. Bu durumun Ni-P kaplama ile camın yüksek sıcaklıkta etkileşimi esnasında oluşan fosfor oksitlerin iki yüzey arasındaki adezyonu arttırması sonucunda ortaya çıkmış olması muhtemeledir. Ni-B ve Ni-W-B kaplamalarda gerçekleştirilen incelemeler sonucunda ise kaplama – cam ara yüzeyinde bor oksit içerikli bir camsı fazın oluşumu söz konusudur. Ni-B ve Ni-W-B kaplamalarda bulunan borun artan sıcaklık ve süreye bağlı olarak kaplama yapısından uzaklaşması bu deneyler sırasında da gözlenmiştir. Bor bazlı kaplamalarda artan süre ile birlikte ayrılma yükünün azalması yapıda bulunan borun buharlaşması sonucunda meydana gelmiştir. Bu durumda kaplama yapısında bulunan borun yüksek sıcaklıklarda camla temas esnasında sergilediği bu davranış, uygulama açısından avantajlı bir durum olarak karşımıza çıkmaktadır. Gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında elde edilen tüm bu bulgular, kaplamaların cam ambalaj üretiminde kullanımı sırasında meydana gelebilecek etkileşimlerin öngörülmesi ve buna bağlı önlemler alınması açısından son derece faydalı olmuştur. Üç farklı akımsız kaplamanın oksidasyon ve camla temas halindeki davranışlarının detaylı olarak incelendiği bu çalışma neticesinde, cam ambalaj üretiminde kullanım potansiyeli açısından gelecek vadeden en avantajlı kaplama türünün Ni-W-B kaplamalar olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır.
  • Öge
    Mekanik Alaşımlama Süreçleri İle Al-20si Esaslı Toz Ve Sinter Kompozitlerin Geliştirilmesi Ve Karakterizasyon Çalışmaları
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-23) Gökçe, Hasan ; Öveçoğlu, Mustafa Lutfi ; 10066376 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
  • Öge
    Polimerik Co2 Ayırma Membranlarında Plastizasyonun İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-23) Velioğlu, Sadiye ; Ersolmaz, Şerife Birgül ; 10064608 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Membranların ayırma özelliklerine etki eden faktörlerin belirlenmesi membran endüstrisi için çok önemlidir. Ticari gaz ayırma membranlarının çoğu camsı polimerlerden üretilmektedir ve bu polimerler yüksek miktarlarda adsorbe olabilen gazlarla etkileşime girerek membran özelliklerinin değişmesine sebep olan plastizasyona maruz kalmaktadır.   Plastizasyon basınca bağlı bir olaydır ve CO2, H2S ve propan, propilen gibi hidrokarbonların konsantrasyonlarının poliimid gibi camsı polimerlerde yeterince yüksek olduğu durumlarda polimer matrisinin şişmesi nedeniyle oluşmaktadır. Böylece polimerin serbest hacmi ve segmentel hareketliliği artarak polimer zincirindeki birbirine yakın segmentler arasındaki etkileşim azalmaktadır. Bunun sonucunda membranın boyut ayırım yetisini kaybetmesinden dolayı membran geçirgenliği artmakta ve seçiciliği düşmektedir. Plastizasyon yüksek basınçlarda, yüksek gaz akış hızlarında gaz karışımları için daha düşük seçicilik değerlerinin elde edilmesine neden olmaktadır. Bu yüzden her zaman saf gazlar yerine gaz karışımları için testler yapmak daha doğru sonuçlar verecektir. Polimerlerin yapılarına bağlı olarak plastizasyon basınçları ve geçirgenliklerdeki artış miktarları değişmektedir. Yeni malzemeler geliştirildikçe, gaz ayırma performansını etkilediğinden dolayı plastizasyon basıncının belirlenmesi giderek önem kazanmaktadır. Plastizasyonun etkisini azaltarak sürdürülebilir membran performansı elde etmek için bazı özel önlem veya stratejiler gereklidir. Moleküler modellemedeki ilerlemeler CO2’in polimerler üzerindeki plastizasyon etkisinin incelenmesinde ve altındaki fiziğin anlaşılmasında kullanılabilir.  Bu çalışmada, 4,4-(heksafloroizopropiliden) difitalik dianhidrit bazlı poliimidler, kopoliimidler ve polibenzoksazol olarak bilinen ısıl işlemle kimyasal yapısı düzenlenebilen poliimidlerde CO2 plastizasyonu probleminin moleküler simülasyon yöntemleri ile incelenmesi ve moleküler yapı ile plastizasyon arasındaki ilişkilerin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Elde edilen poliimid yapıları için dönüş yarıçapı, x-ışını spektrumu, kohesiv enerji yoğunluğu, kısmi serbest hacim (FFV) ve camsı geçiş sıcaklığı polimerik membran malzemelerinin dinamiğini anlamak için hesaplanmış ve deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Grand Kanonik Monte Carlo simülasyonları yardımıyla adsorpsiyon simülasyonu gerçekleştirilmiştir. CO2’in adsorpsiyonundan kaynaklanan plastizasyon etkisini görebilmek için adsorpsiyon-dengeleme adımları (SRCs), bir önceki yapı ile en son yapı arasındaki şişme oranı değişmeyinceye kadar uygulanmıştır. FFV değerindeki artış, plastizasyon etkisinin bir göstergesi olarak kullanılmıştır.  Moleküler yapı ile plastizasyon arasındaki ilişkinin ortaya çıkarılması için öncellikle üç farklı poliimid yapısı çalışılmıştır. 35C ve 10 bar’da yapılan CO2 adsorpsiyon ölçümlerinde, CO2 adsorpsiyon kapasitesi ile şişen polimerin FFV değeri orantılıdır. Diğer bir deyişle, aynı FFV değerine sahip olan poliimidler aynı CO2 konsantrasyonuna sahiptirler. Polimer zincirindeki bazı adsorpsiyon birimleriyle CO2 betkileşimlere girerek polimerin konfigürasyonunu değiştirmekte ve FFV değerinde artışa sebep olarak poliimidin plastize olmasını sağlamaktadır. Ayrıca bu sonuç, serbest hacim dağılımından da elde edilebilmektedir. Poliimidlerin başlangıçtaki hacim dağılımları farklılık gösterirken CO2 adsorpsiyonundan sonra hacim dağılımları aynı olmuştur. RDF’ler de poliimidlerin plastizasyona karşı olan dayanıklılıklarının, CO2’in polimer zincirindeki dianhidrit ile diamin arasındaki bağa ulaşılabilirliği ile ilişkili olduğunu göstermektedir.  Aynı poliimidler de 25C ve 1.13 bar’da propan ve propilen adsorpsiyon ölçümleri yapıldığında CO2 gibi bir ilişki görülmemiştir. Propan ve propilenin farklı adsoprsiyon bölgelerini tercih ettiği görülmüştür. Bu yüzden plastizasyonda FFV değerlerinin yanında adsorplanan gaz molekülleri ile polimer yapısında moleküllerin birbirleri ile olan etkileşimlerinin de adsorpsiyonda etkin rol oynadığı görülmüştür.  Son yıllarda yapılan çalışmalarda, polimerik membran film dökümü sırasında kullanılan çözücünün membran performansında etkili olduğu kanıtlanmıştır. Farklı çözücüler kullanılarak farklı gaz geçirgenlik ve seçicilik değerleri elde edilmiştir. Bunun nedenin ise çözücülerin farklı kaynama noktasına sahip olmalarından dolayı polimerin istenilen konsigürasyonuna alabilmesi için yeterli süreye izin verip vermemesinden kaynaklandığı iddia edilmektedir. Ayrıca polimer matrisi içerisinde kalan çözücülerinde plastizasyona sebep olarak membranın farklı performans sergilemesine sebep olduğu gözlenmiştir. Yapılan çalışmalarda, üstün kurutma çalışmalarına rağmen belli oranda çözücünün polimerin içine hapsolduğu bulunmuştur. Ayrıca az miktarda polimer içine hapsolan çözücünün antiplastizasyon özelliği gösterdiği görülmüştür. Bu tez kapsamında 6FDA-DAM ve 6FDA-ODA polimerlerine ağırlıkça % 1, 2 ve 4 NMP ve THF çözücülerinin etkisi incelenmiştir. Yüksek çözücü içeriğinde CO2 ve çözücü sayesinde FFV değerlerinde çok daha fazla artış görülmüştür. Çok az çözücünün bile ayırma performansında değişikliklere sebep olduğu doğrulanmıştır. Ayrıca her iki polimerde de NMP çözücüsünün CO2 ile farklı etkilerden (plastize ve anti-plastize) dolayı yarış halinde olduğu, % FFV artış değerlerindeki minimumdan gözlenebilmektedir. Yapı-geçirgenlik ilişkilerinin deneysel olarak belirlenmesi oldukça zahmetli, masraflı ve zaman alan bir süreç olduğundan bu ilişkinin teorik olarak belirlenebilmesi potansiyel membran malzemelerinin ortaya çıkarılmasına olanak vermektedir. Daha önce Park ve Paul tarafından bazı polimerlere uygulanmış olan grup katkısı yöntemi ile Alentiev v.d. tarafından poliimidlere uygulanmış olan grup katkısı yöntemi kopoliimidlere uygulanarak, geçirgenlik ve seçiciliklerinin hesaplanması amaçlanmıştır. Bunun için literatürde sentezlenmiş olan kopoliimidlere ait deneysel geçirgenlik değerleri belirlenmiş ve bu kopoliimidlerin geçirgenlikleri ve ideal seçicilikleri söz konusu grup katkısı yöntemleri ile hesaplanmıştır. Her iki yöntem de kopoliimidlere uygulanabilmiş ancak Alentiev v.d. tarafından önerilmiş olan grup katkısı yönteminin deneysel değerlere daha yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Daha sonra farklı monomer kombinasyonları yapılarak yeni 2200 tane kopoliimid için Alentiev v.d. yönteminin grup katkısı yöntemiyle H2, O2, He, CO2, N2, ve CH4 geçirgenlikleri ve O2/N2, CO2/CH4, H2/CO2, H2/N2, ve CO2/N2 seçicilikleri hesaplanmıştır. Özellikle CO2 gaz ayrımı için üstün performans gösteren kopoliimidler belirlenmiştir. Bu kısımda, bir önceki bölümde seçilmiş olan 6FDA/BTDA-pBAPS, 6FDA-pBAPS/mPDA ve 6FDA-pBAPS/DABA kopolimidlerinin plastizasyon davranımı incelenmiştir. Bilindiği gibi membranların endüstriyel alanda kullanılabilmesi için üstün performanslarının yanında plastizasyona karşı dirençli olması da istenmektedir. Üç kopoliimid arasında 6FDA/BTDA-pBAPS en yüksek CO2 ve CH4 adsorpsiyon katsayısına sahiptir, bu da 6FDA/BTDA-pBAPS kopoliimidinin plastizasyon davranımı modellendikten sonra elde edilen kısmi serbest hacmin en yüksek olduğunu göstermektedir. Kopoliimid matrislerinin FFV değerleri dengeleme sonrası aynıyken, plastizasyon davranımı modellendikten sonra değişmiştir. 6FDA-pBAPS/DABA kopoliimidi en düşük FFV’a sahiptir. Bunun nedeni yüksek Tg’ye sahip olmasından da anlaşıldığı gibi sert bir iskelete sahip olmasıdır. RDF’ler incelendiğinde, bütün kopoliimidlerde pBAPS diaminindeki sülfon grubu CO2 tarafından en çok tercih edilen sorpsiyon bölgesidir. CO2’in bu bölgeye tercihi en çok 6FDA/BTDA-pBAPS kopoliimidinde gözükürken, en az 6FDA-pBAPS/DABA kopoliimidinde görülmüştür. Diğer tercih edilen bölgeler ise dianhidritlerdeki azot ve oksijen gruplarıdır. 6FDA-pBAPS/DABA kopoliimidinde diğer kopoliimidlere nazaran DABA diaminindeki oksijen grubu da CO2 için önemli bir sorpsiyon bölgesidir ve bu grup polimer zincirinin sertliğini arttırmaktadır. En son kısımda ise ısıl işemle yapısı değiştirilmiş polimerlerin plastizasyon davranımı incelenmiştir. Temelde bu polimerler polibenzoksazollerdir, fakat bir çok çözücüde çözünememelerinden dolayı membran alanında uzun yıllar boyunca kullanılmamışlardır. Ancak bazı poliimidlerin ısıl işelmle reaksiyona girip bu polimerlere dönüştüğü keşfedilmiş ve ilk önce poliimid sentezleyip, film oluşturup daha sonra termal işleme tabi tutarak bu polimerler elde edilmiştir. Yüksek gaz ayırma performanslarından dolayı ilgi görmüşlerdir. Bu polimerlerde, diamin ile dianhidrit arasında yer alan bağdaki azot atomu poliimidlerdeki gibi ana zincirde değil, beşli halkanın içerisinde yer almaktadır. Simülasyon çalışmalarında CO2’in azot atomuna olan afinitesi bu polimerde poliimidlere göre daha azdır. Hem CO2 affinitesisn daha az olması hem de bu polimerlerin zincir iskeletinin sert olmasından dolayı plastizasyona karşı daha dayanıklı olduğu ve 40 atm’de bile poliimidlere kıyasla çok az FFV değerinde artış olduğu yapılan simülasyon çalışmasında görülmüştür. Sonuç olarak, platizasyonu incelerden FFV değerindeki artış önemli bir parametre olarak kullanılmıştır. Şişmiş poliimid yapısının FFV değerinin veya SRCs adımlarının sonunda elde edilen FFV değerindeki artışın iki faktöre bağlı olduğunu göstermektedir. Bunlar, dianhidrit ile diamin bağının dihedral açısının dağılımı yardımıyla gözlenilen polimer iskeletinin esnekliği ve radyal dağılım fonksiyonu ile desteklenen, CO2 ile polimerin tekrarlanan birimindeki adsorpsiyon gruplarının etkileşimidir. Örneğin, –SO2– ve –O– gibi grupların polimer zincirinin iskeletinde yer alması esneklik kazandırarak plastizasyonu arttırırken, –CF3, –CH3 ve –COOH gibi yan grupların varlığı da çeşitli etkileşimlerle polimer zincirine etkileyerek plastizasyon etkisini azaltmaktadır. Bu bulgu, birçok dianhidrit ve diamin arasından, CO2’in adsorpsiyonundan kaynaklı plastizasyona dayanıklı en uygun bileşimi incelememizi sağlayabilir.
  • Öge
    Çok Katmanlı Cysz / Al2o3 Ve Cysz / Al2o3+ysz Termal Bariyer Kaplamaların Üretimi Ve Isıl-mekanik özelliklerinin Belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-25) Dokur, Mehmet Mümtaz ; Göller, Gültekin ; 10064761 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and Engineering
    Termal bariyer kaplamalar, uçak ve endüstriyel motorların yüksek sıcaklık ortamlarında kullanılmaktadır. Bu kaplamalar gün geçtikçe kullanım oranı artan ileri düzey bir malzeme sistemidir. Özellikle temel bileşenlerin yüzey sıcaklığını düşürerek motorların kararlığını arttırma yeteneğine sahip olan bu sistem, gaz türbinlerinin parçalarında kullanılmaktadır. Süper alaşımlı bileşenlerden oluşan parçalar, ergime sıcaklıklarının üzerindeki sıcaklıklara maruz kaldıklarından termal bariyer kaplama kullanımı, gaz türbinlerinin verim ve performansında önemli artış sağlamaktadır. Bu teknoloji, motorların itme verimliliğini arttırması nedeniyle en önemli ve etkili gelişmelerden biri olarak kabul edilmektedir. Termal bariyer kaplamalarda, katkılı ya da stabilize edilmiş tek katmanlı, fonksiyonel derecelendirilmiş ve çok katmanlı seramik üst kaplamalar kullanılmaktadır. Termal iletkenliği düşürmek ve oksidasyon korumasını geliştirmek için çok tabakalı kaplamalar kullanılır. Bu tip kaplamadaki prensip farklı özelliklere sahip iki malzeme ile iki ya da daha fazla tabakanın oluşturulmasıdır. Tek bir malzemenin termal bariyer kaplamalar için tüm ihtiyaçları karşılamasının mümkün olmaması nedeniyle, çok tabaka kavramı geliştirilmiş ve bu sistemlerin termal bariyer kaplamaların termal şok ömrünü iyileştirdiği yapılan çalışmalarda ifade edilmiştir.   Bu amaçla CYSZ (seryum-itriya stabilize zirkonya), Al2O3 ve YSZ (itriya stabilize zirkonya) tozları kullanılarak 4, 8 ve 12 katmanlı CYSZ / Al2O3 ve CYSZ / Al2O3+YSZ çok katmanlı termal bariyer kaplamalar üretilmiştir. Bunun için paslanmaz çelik altlık malzemesi üzerine HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) prosesi ile bağlanma katmanı (NiCoCrAlY) kaplanmıştır. Seramik üst katmanların üretilmesi için APS (Atmospheric Plasma Spraying) prosesi kullanılmıştır.   Üretilen numunelere mikroyapı karakterizasyonu, ısıl iletkenlik testi, ısıl çevrim dayanımı testi ve yapışma mukavemeti testi yapılmıştır.  CYSZ / Al2O3 ve CYSZ / Al2O3+YSZ çok tabakalı termal bariyer kaplamalarda mikroyapı karakterizasyonu ile metalik bağlanma katmanının ve seramik üst katmanın kalınlık değerleri belirlenmiştir. Metalik bağlanma katmanı için kalınlık değeri 100 ±10 µm ve seramik üst katmanlar için ise toplam kalınlık 400 ±20 µm olarak ölçülmüştür. Ayrıca üretim ve ısıl çevrim testi sonrasında katmanların birbirine ve altlık malzemeye olan yapışması incelenmiştir.  CYSZ / Al2O3 çok tabakalı termal bariyer kaplamada tabaka sayısının artmasıyla ısıl iletkenlik değeri 1,07’den 1,50 W/mK’ne arttığı belirlenmiştir. CYSZ / Al2O3+YSZ kaplamalarında ise tabaka sayısındaki değişimin ısıl iletkenlik değerinde herhangi bir değişime sebep olmadığı ve değerin yaklaşık 1,00 W/mK civarında olduğu gözlenmiştir. Isıl çevrim testleri (60 saniye ısıtma ve 60 saniye soğutma) bu amaçla geliştirilmiş CO2 lazer sisteminde yapılmıştır. 500 çevrimlik testler uygulanmıştır. Birinci tip CYSZ / Al2O3 ve ikinci tip CYSZ / Al2O3+YSZ termal bariyer kaplamaların ısıl çevrim dayanımı sonuçları incelendiğinde her iki tip kaplama için geçerli olmak üzere 500 çevrimlik ısıl testler sonucunda makro düzeyde çatlama ya da dökülme olmamıştır. Ancak mikro düzeydeki incelemelerde birinci tip kaplamada belirgin ayrılmalar görülmektedir. İkinci tip kaplamada ise 500 çevrim sonunda çatlama ya da ayrılma olmamıştır. Ayrıca seramik üst katman ile bağlanma katmanı arayüzeyinde Al2O3 fazında olan ısıl etkiyle büyüyen oksit (TGO) katmanı oluşmuştur.  Yapışma mukavemeti testi ASTM C633 standardına göre yapılmıştır. CYSZ / Al2O3 ve CYSZ / Al2O3+YSZ termal bariyer kaplamalarında katman sayısının artışıyla (her bir katman kalınlığının azalması) yapışma mukavemeti değerlerinde artış görülmüştür. Yapışma mukavemeti değeri birinci tip kaplamada 5,4 ±0,5 MPa’dan 10,1 ±0,7 MPa’a, ikinci tip kaplamada ise 8,7 ±0,1 MPa’dan 11,5 ±1,7 MPa’a yükselmiştir. Yapışma mukavemeti en yüksek ve ısıl çevrim dayanımı en iyi olan CAY12 kodlu CYSZ / Al2O3+YSZ termal bariyer kaplamasından iki numuneye 300 ve 500 çevrim olmak üzere ısıl çevrim testi uygulanmıştır. 300 çevrimlik test sonrası CAY12 kodlu numunenin yapışma mukavemeti 10,2 MPa ve 500 çevrimlik test sonrası ise 7,8 MPa bulunmuştur.