FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Konu "adhesion mechanism" ile FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeTaban Malzeme Emaye Arayüz İlişkilerinin Emaye Kalitesine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-02) Yılmaz, Ezgi ; Yücel, Onuralp ; 10040902 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringEmaye, oksit yapıdaki inorganik bileşenlerden oluşan metal taban üzerine bir veya birkaç kat uygulanarak 800-870°C pişirme sıcaklıklarında ergitilerek metal taban üzerine yapışması sağlanan camsı görünüme sahip bir kaplama malzemesidir. Kaplamanın taban malzemeye yapışma performansı kaplamanın kalitesini belirlemektedir. Emaye kaplamalar dekoratif olmaları, korozyana karşı dayanıklı olmaları, ısıl dirençlerinin yüksek olması, termal şoklara dayanıklı olması ve renk bakımından kararlı olmaları sebebiyle endüstride birçok alanda kullanılmaktadırlar. Beyaz eşya endüstrisinde de pişirici cihazlarda şasi ve tepsilerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Emaye kaplamanın taban malzemeye yapışma mekanizması; kimyasal teorem, mekanik teorem ve difüzyon teoremi olmak üzere üç temel mekanizma ile açıklanmankadır. Kimyasal teori; emaye içerisinde bulunan kobalt oksit ve nikel oksit gibi metal oksitlerin taban malzemeden gelen demir tarafından indirgenmesi ile oluşan reaksiyonlara dayanmaktadır. Oluşan bu reaksiyonlar ile taban ile emaye arasında kimyasal bir bağ oluşmaktadır. Mekanik teori, taban malzeme ile emayenin temas ettiği alan ile doğru orantılı olmakla birlikte artan yüzey pürüzlülüklerinde emaye tutunmasının daha iyi olduğu yapılan çalışmalarda görülmüştür. Aynı zamanda demir ile kobalt oksit ve nikel oksit arasında gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar ile demirin FeO’ya yükseltgenmesi sonucu viskozitesi daha düşük olan FeO emaye içerisine dentritik yapılar oluşturarak taban malzemenin emayeye temas ettiği alanı arttırarak mekanik tutunma sağladığı bilinmektediir. Emayenin pişme sıcaklığında, oluşan kimyasal reaksiyonlar sonucundakobalt oksit ve nikel oksidi indirgeyen demir FeO bileşiğini oluşturmaktadır. Bu Fe+2 iyonlarının pişme esnasında emaye içerisine difüze olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada taban malzeme - emaye yapışma mekanizmasının açıklanması amacıyla; farklı bileşimde emaye tozları, farklı yüzey pürüzlülüğüne sahip taban malzemeler üzerine kaplanıp pişirilerek tutunma mekanizmaları incelenmiştir. Yapılan çalışmalarda; tutunmayı sağlayan kobalt oksit bileşiğinin farklı oranda içeren emaye bileşimleri hazırlanarak tutunma dereceleri, arayüz incelemeleri, dentritik yapı oluşumu incelenerek, yapışma mekanizmasının açıklanması ve tutunma özelliği iyi kalitesi arttırılmış emaye kaplama üretilmesi planlanmıştır. Deneysel çalışmalar 100x100x8 mm ebatında Arçelik Bolu Pişirici Cihazlar İşletmesin’nden temin edilen DC 04 ED sac ve Ferro firmasından temin edilen yapışma kabiliyeti kötü beyaz emaye ve Gizem Frit’ten temin edilen yapışması iyi siyah emaye tozları ile gerçekleştirilmiştir. Elektrostatik toz sprey cihazı ve yaş spray tabancası ile kaplanan numuneler 830°C’de 4 dakika pişirilmiştir. Numunelerin yapışma mekanizmasını açıklamak amacıyla, SEM cihazı ile arayüz incelemesi yapılmış; kimyasal reaksiyonlar, elementel difüzyon ve dentritik yapı oluşumu araştırılmıştır. Emaye uygulanan numunenin, metale hangi derecede yapıştığının belirlenebilmesi için darbe testi yapılarak, sonuçlar darbe skalası ile belirlenmiştir. Yapışma mekanizmasının kimyasal yaklaşımını açıklamak için emaye bileşimindeki kobalt oksit oranı değiştirilmiştir. Mekanik etkinin incelenebilmesi için kaplama yapılan yüzeylerin pürüzlülüğü değiştirilmiştir. Emaye kaplamaların tutunma derecelerinin belirlenebilmesi için darbe testleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda; optimum pişme süresi 4 ve 4.5 dakika, optimum pişme sıcaklığı 830°C olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar; emaye içerisindeki kobalt oksit oranı arttıkça emaye taban malzeme tutunmasının iyileştiğini göstermektedir. Bu veriler emayenin yapışması için demir ile emaye arasındaki kimyasal reaksiyonun kobalt oksit ve nikel oksit üzerinden gerçekleştiğinin ispatıdır ve kimyasal teori ile açıklanmaktadır. Emayenin pişme sıcaklığında demir elementinin oksitlenerek FeO, emaye içerisindeki kobalt oksit ve nikel oksitin indirgenerek metalik kobalt ve nikel oluşturması ile emaye ile taban malzeme arasında tutunma sağlanmaktadır. Bu sebeple; emaye içerisindeki nikel ve kobalt oranı azaldıkça emayenin tutunma özelliği kötüleşmektedir. Arayüze yapılan SEM analizinde, çizgisel olarak element oranının değişimine bakıldığında; taban malzemeye yakın bölgedeki demir konsantrasyonunun emayenin diğer bölgelerindeki demir oranından fazla olduğu görülmektedir. Bu olay kimyasal teoride belirtilen reaksiyonlar sonucunda, tabandan gelen demir elementinin emayenin pişme sıcaklığında oksitlenerek Fe+2 katyonunu oluşruması ve bu katyonun emaye içerisinde ilerlemesi ile açıklanmaktadır. Literatürde bu durum emaye taban tutunma mekanizmasının difüzyon teoremi olarak açıklanmaktadır. Emaye kaplamanın yapıldığı taban malzemenin yüzey pürüzlülüğü değiştirirlerek denemeler yapılmıştır. Emaye taban malzeme arasında tutunma için yeterli miktarda kobalt oksit içeren emaye bileşimlerinde, taban malzemenin yüzey pürüzlülüğü arttıkça emayenin tutunmasının iyileştiği gözlemlenmektedir. Bu olay literatürde mekanik teori ile açıklanmaktadır. Deneysel çalışmalar süresince iki çeşit kaplama yöntemi kullanılmıştır. İki yöntem ile kaplanan numunelerin tutunma özellikleri kıyaslandığında yaş sprey tabancası ile kaplanan numunelerin tutunmaları, elektostatik sprey tabancası ile kaplanan numunelerden daha zayıf durumdadır.