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
Başlık ile FBE- Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
Öge(1-x)teo2–xgeo2 (x = 0.10, 0.20, 0.30) Camlarının Isıl Analizi Ve Mikroyapısal İncelemesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Kalem, Volkan ; Öveçoğlu, M. Lütfi ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringTellürit camlar, silikat ve borat camlara kıyasla düşük ergime sıcaklığı, yüksek dielektrik sabiti, yüksek kırılım indisi ve iyi kızılötesi geçirgenlik gibi kullanışlı ve ilginç fiziksel özelliklere sahiptirler. Bu nedenle, tellürit camları son yıllarda bir çok teknolojik uygulama için uygun malzemeler olmuşlardır. Bu tür camlarda meydana gelebilecek çekirdeklenme ve kristallenme olayları hakkında bilgi sahibi olmak camda çekirdeklenme ve kristallenmenin istenmediği pratik uygulamalarda (optik fiberler,lazer camları, optik dönüşüm cihazları gibi) kararlılığını belirlemek açısından önemlidir. Bu çalışmada, GeO2 miktarının (1-x) TeO2 – x GeO2 (x = 0.10, 0.20, 0.30) camlarının ısıl özellikleri, kristallenme kinetiği, mikroyapı morfolojisi ve kristal fazlarının oluşumuna olan etkisi diferansiyel termal analiz (DTA), X-ışınları difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) teknikleri ile incelenmiştir. DTA analizleri sonucunda, üç farklı kompozisyondaki TeO2 – GeO2 camı için cam geçiş ve kristallenme sıcaklıkları belirlenmiştir. Bu değerler kullanılarak her bir cam için kristallenme mekanizması, hacimsel kristalizasyon olarak belirlenmiş ve kristallenme aktivasyon enerjileri elde edilmiştir.
-
Öge%8 Ysz (itriyum İle Stabilize Edilmiş Zro2) Termal Bariyer Kaplamaların (tbk) Üretilmesi Ve Proses Parametreleri Optimizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-09-29) Çiftyürek, Engin ; Taptık, Yılmaz ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringBu çalışmada, ülkemiz uzay, havacılık ve enerji sektörlerindeki kullanımı hızlı bir şekilde artan TBK’ların, özellikle %8 YSZ TBK’nın kalite karakteristiklerini ve performans kriterleri üzerine etkili proses parametrelerini inceleyerek yüksek kaliteli kaplamaların üretiminde önemli olan parametrelerinin optimizasyon sonuçları ortaya konmuştur. Termal bariyer kaplamalar (TBK), taban malzemenin yüksek sıcaklığa karşı korunmasında geniş uygulama alanına sahiptir. TBK kavramı; havayla soğutulan metalik malzeme ile sıcak gaz katmanı arasına, ısı transferini yavaşlatacak termal yalıtım yeteneği yüksek malzeme katmanının kaplanmasını içermektedir. En yaygın TBK örneği %8 İtriyum ile stabilize edilmiş zirkonyum oksit (YSZ) dir. Isıl yalıtım katmanı olarak da bilinen seramik esaslı kaplamanın, yapışma, oksidasyon ve korozyon direncini arttırmak, taban malzeme ile ısıl genleşme farklılığını gidermek için seramik kaplama ile taban malzeme arasına bağlanma katmanı olarak bilinen metalik katman, MCrAlY (M=Co,Ni) kaplanır. Bu çalışmada, HVOF (Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt) sistemi ile metalik bağlanma katmanı ve APS (Atmosferik Plazma Sprey) sistemi ile seramik ısıl yalıtım katmanı uygulaması yapılmıştır. Proses parametrelerinin ürün karakteristiğine etkileri Deneysel Tasarım yöntemi (Design of experiement) kullanılarak yapılan deneyler ve yürütülen karakterizasyon çalışmaları ile ortaya konmuştur. Bu karakterizasyon çalışmalarını; metalografik çalışmalar, mikroyapı analizi, porozite ölçümü, kaplama kalınlığı tespiti, SEM incelemeleri ve yapışma mukavemetinin belirlemesinden oluşan performans testleri oluşturmaktadır.
-
ÖgeAçık Hücreli Alüminyum Köpük Üretimi Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-07-26) Zaman, Elvan ; Keleş, Özgül ; 407220 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringBu çalışmada; çamur köpüklendirme (polimer emdirme) yöntemi kullanılarak açık hücreli alüminyum ile %2 ve %4 bakır takviyeli alüminyum köpük üretilmiş ve üretilen köpüklerin karakterizasyonları yapılmıştır. İlk olarak; belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılan saf su içerisinde polivinil alkol çözündürüldükten sonra metal tozları da eklenerek bir çamur karışımı hazırlanmıştır. Belirli ebatlarda kesilen açık hücreli poliüretan sünger bu karışıma daldırılarak çamur karışımı ile kaplanmıştır. Çamur karışımı ile kaplanan köpükler önce oda sıcaklığında, ardından da etüvde kurutulmuş ve son olarak da poliüretan sünger giderilerek, yapı sinterlenmiştir. Çalışmada, %51-%60 katı oranına sahip çamur karışımları hazırlanmış, yapılan viskozite ve sedimentasyon testleri sonucunda en ideal çamur reçetesinin % 60 katı oranına sahip olan çamur karışımına ait olduğu tespit edilmiştir. Bu ideal çamur karışımı kullanılarak üretilen açık hücreli köpüklerin arşimet prensibine göre yoğunlukları 0,12-0,19 gr/cm3 arasında ve porozite değerleri % 93,2-%95,5 arasında hesaplanmıştır. Makro ve mikro yapıları incelenen açık hücreli köpüklerin XRD analizleri yapılarak; bakır takviyeli alüminyum köpüklere normal atmosfer şartlarında yapılan sinterlemeler sonucunda bakır takviyeli alüminyum köpüklerin yapılarında; CuO ve Cu2O oluştuğu, argon atmosferinde yapılan sinterlemelerde ise bu bakır oksit yapılarının azaldığı görülmüştür. Son olarak açık hücreli alüminyum köpüklerin Vickers sertlikleri 30,6-34,7 HV aralığında ölçülmüştür.
-
ÖgeAg/zno Nanokompozit Partiküllerinin Ultrasonik Sprey Piroliz (usp) Yöntemiyle Üretimi Ve Tekstil Endüstrisi Atık Sularında Kullanımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-08-09) Dermenci, Kamil Burak ; Gürmen, Sebahattin ; 440229 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringBu çalışmada, sıklıkla tercih edilen nano yapılı yarıiletken ZnO ile soy metal Ag kompoziti üretilmiş ve model olarak seçilen metilen mavisi çözeltisinin UV-A altında renk giderimi incelenmiştir. Ag/ZnO nanokompozit katalizörlerinin üretimi ultrasonik sprey piroliz tekniği kullanılarak 0,05; 0,1 ve 0,2M Ag+ ve Zn2+ iyonları içeren sulu çözeltileri ile gerçekleşmiştir. Hava aerosolü fırın ortamına taşıyan gaz olarak seçilmiş ve tüm deneylerde, 500 mL/dak. akış debisinde tutulmuştur. Reaksiyonlar 700-900°C arasında gerçekleştirilmiştir. Kristalografik yapısı XRD ve TEM ile belirlenenmiştir. Kristal boyutu, Scherrer formülü yardımıyla Ag ve ZnO için ayrı hesaplanmıştır. Partikül morfolojisi SEM kullanılarak belirlenmiştir. Sözkonusu yöntemle, küresel morfolojide mikronaltı partiküller elde edilmiştir. TEM görüntüleri, artan başlangıç konsantrasyonu ile boşluklu yapının yerini yoğun ikincil partiküllere bıraktığını göstermiştir. Fotokatalitik oksidasyon deneyleri için seçilen model kirletici metilen mavisinden renk giderimi, sabit konsantrasyon (0,2M) ve üç farklı sıcaklıkta (700, 800 ve 900°C) üretilen partiküller kullanılarak UV-Vis spektroskopisi ile hesaplanmıştır. Deney sonuçlarında, UV-A ışığı altında her 15 dakika aralıkla alınan numunelerde metilen mavisi çözeltisi için tüm deney setlerde renk gideriminin görüldüğü, en fazla giderimin ise 900°C setinde üretilen partiküllerle gerçekleştiği hesaplanmıştır. Ayrıca adsorpsiyon reaksiyonu hız sabitleri her 3 set için hesaplanmıştır.
-
ÖgeAkımsız Ni-b Kaplama Sistemlerine W İlavesinin Kaplama Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-06-30) Eraslan, Sinem ; Ürgen, Mustafa ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringGerçekleştirilen çalışmada akımsız Ni-B kaplama sistemlerine uygun miktar ve şekilde W ilave edilerek akımsız Ni-W-B kaplamalar elde edilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda W katkısının kaplama yapısındaki % B içeriğini düşürdüğü ve kaplama hızını arttırdığı gözlemlenmiştir. Elde edilen XRD paternlerinde her iki kaplama türünün de amorf yapıda olduğu, ısıl işlem uygulamaları ile bu amorf yapının kristalin nikel ve nikel borürler oluşturarak faz dönüşümü gösterdiği görülmüş, bu faz dönüşümleri aynı zamanda sertlik artışına olanak sağlamıştır. Uygulanan aşınma testleri sonucunda üçlü Ni-W-B kaplamaların, Ni-B kaplamalara oranla çok daha iyi aşınma direnci gösterdiği, W katkısının aynı zamanda sürtünme katsayısı değerlerinde düşüşe neden olduğu ve ısıl işlem uygulanmamış numunelerin uygulananlara oranla sürtünme katsayılarının daha düşük değerlerde karşımıza çıktığı görülmüştür.
-
ÖgeAkımsız 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 EngineeringMetal 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.
-
ÖgeAkımsız Ni-p, Ni-b Ve Ni-w-b Kaplamaların Yüksek Sıcaklık Oksidasyon Ve Camla Etkileşim Davranışlarının İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-04-13) Avcıoğlu, Sinem Eraslan ; Ürgen, Mustafa Kamil ; 10071704 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringMetal 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.
-
ÖgeAl7si-xb4c Ve Al7si-xzrb2 (x= %5, %10 Ve %15) Kompozitlerinin Mekanik Alaşımlama Ve Sinterleme Süreçlerinin İncelenmesi Ve Karakterizasyon Çalışmaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-11-03) Kaya, Berna ; Öveçoğlu, Mustafa Lutfi ; 10056370 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringAlüminyum endüstriyel uygulamalarda en çok tercih edilen malzemelerden biridir. Ancak bu malzemeler tek başlarına sahip oldukları özelliklerle kullanım koşullarının gerekliliğini her zaman karşılayamamaktadır. Yeni malzemelere olan bu ihtiyacı karşılamak amacıyla kompozit malzemelere ihtiyaç duyulmuştur. Partikül esaslı metal matriks kompozit malzeme üretiminde kullanılan malzemelerin rahatlıkla temin edilebilmesi ve toz metalurjisi gibi geleneksel bir üretim yönteminin kullanılabilmesi, düşük maliyet ve üretim kolaylığı açısından da bu malzemeleri ilgi çekici bir konuma getirmiştir. Kompozit malzemeler teknolojik problemlerin üstesinden gelebilmek için uzun süredir kullanılmaktadır. Kompozitler, sıkça kullanılan mühendislik malzemelerindendir ve dizayn, üretim gibi aşamalarda pek çok farklı yöntem izlenerek, otomotiv parçaları, hava araçları, spor malzemeleri gibi pek çok alanda kullanılır hale gelmişlerdir. Bütün malzemeler içinde kompozit malzemeler, alüminyumu sıkça kullanılan çelikten daha iyi özelliklerle üretebilme ve çelikle yerini değiştirebilme potansiyeline sahiptirler. Metal matriks kompozit malzemeler ileri teknoloji malzemeler grubunda yer alan, genellikle var olan malzemelerin kullanımının uygun olmadığı yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılan malzeme grubudur. Kompozit malzemeler dizayn eden kişilere çok geniş bir malzeme ve sistem çözümü sunarlar. Örneğin otomotiv endüstrisinde ağırlığı azaltmak ve buna bağlı olarak da aracın yakıt tüketimini azaltmak ileri teknoloji uygulamalarında çok önemli bir yer tutmaktadır. Metal matriks kompozitler, matriks malzemeden daha maliyetli oldukları için, malzeme özelliklerinin maliyetten daha önemli olduğu uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Malzemelerin tek başlarına yeterli olmadıkları durumlarda kullanım koşulları sağlanamadığından yeni malzemelere olan ihtiyaç da giderek artar. Metal matriksli kompozit (MMK) malzemeler sınıfında yer alan partikül esaslı metal matriks kompozitler (PMMK), üretimlerinde kullanılan malzemelerin kolay temini, ayrıca toz metalurjisi yönteminin avantajları, düşük maliyetleri ve üretimlerinin kolaylığı göz önüne alındığında kuvvetli bir malzeme grubunu oluştururlar. Yüksek elastik modül, yüksek sıcaklıklarda çalışabilme, düĢük yoğunluk, termal Ģok direnci, yüksek elektik ve termal iletkenlik gibi bazı avantajlara sahiptirler. Partikül takviyeli metal matriks kompozitler (PTMMK), metallerde ve aynı zamanda seramiklerde tek başlarına bulunmayan özelliklerin eşsiz bir bileşimini oluştururlar. Bu kompozitler, matriks dayanımını arttıran partiküllerin homojen dağılımları ile oluşurlar. Genel olarak, yüksek tokluk, sertlik ve takviyelendirilmemiş matriks malzeme ile kıyaslandığında daha düşük yoğunluklarda daha fazla dayanım göstermelerinin yanı sıra iyi aşınma dayanımı gösterirler. Bu çalışmada alüminyum ile ağırlıkça % 7 oranında silisyum içeren metal matriks toz malzemeler 1 saat, 2 saat, 4 saat ve 8 saat mekanik alaşımlama (MA) yöntemi ile üretilmiştir. Bunun yanında bor karbür (B4C) ve zirkonyum diborür (ZrB2) pekiştirici fazları ile takviyelendirilen alüminyum (Al) ve %7 silisyum (Si) içeriğine sahip metal matriks kompozit (MMK) malzemeler mekanik alaşımlama (MA) yöntemi ile üretilmişlerdir. Ağırlıkça değişen oranlarda bor karbür (B4C) ve zirkonyum diborür (ZrB2) takviyesi yapılan toz malzemeler ile çeşitli sürelerde mekanik alaşımlama (MA) yapılan takviyelendirilmemiş alüminyum – silisyum metal matriks malzemelerin özelliklerindeki farklılıklar üzerinde durulmuştur. Mekanik alaşımlama (MA) süreçleri sonrası elde edilen toz malzemelerin partikül boyutları laser partikül boyutu ölçüm cihazı ile ölçülmüş, toz malzemelerin mikroyapı ve faz analizleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-Işınları kırınımı (XRD) teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Toz malzemelerin sertlik ölçümleri Vickers mikrosertlik cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ardında mekanik alaşımlanmış numuneler preslenmiş ve presleme sonrası ham yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. Sinterlenmiş numunelerin yoğunlukları Arşimet tekniğiyle hesaplanmış ve mikrosertlik deneyleri Vickers mikrosertlik cihazında gerçekleştirilmiştir. Sinterleme sonrası kompozit malzemelerin optik mikroskop (OM) ile yapıları incelenmiş, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-Işınları kırınımı (XRD) teknikleri ile mikroyapı ve faz analizleri yapılmıştır. Ayrıca sinterlenmiş numunelere aşınma testi uygulanmış böylece farklı takviye fazların aşınma oranlarına etkisi incelenmiştir. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonucunda mekanik alaşımlama süresinin artması ile hem toz haldeki hemde sinterlenmiş numunelerin mekanik özelliklerinde önemli oranda artış olduğu gözlemlenmiştir. Buna ek olarak artan B4C ve ZrB2 miktarı ile mekanik özelliklerin daha da iyileştiği gözlemlenmiştir.
-
ÖgeAlaşım (mo-cu), Katot Kullanarak (mo-n-cu) Nanokompozit Kaplamaların Ark Fiziksel Buhar Biriktirme Yöntemi İle Üretimi Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-02-22) Mohammadimoghanjoughi, Mortaza ; Ürgen, Mustafa ; 458226 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringNanokompozit kaplamalar geliştirilmiş mekanik özelliklere sahip olmaları ve kimyasal olarak inert bir yapı sergilemeleri dolayısıyla sürtünme ve aşınma direncini azaltmaktadırlar. Mo-N-Cu kaplamalar özellikle yağlı ortamda üstün aşınma ve sürtünme özellikleri sergilemektedir. Bu çalışmada, alaşım katot kullanarak katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile Mo-N-Cu kaplamalar üretilmiştir. İki farklı yöntemle üretilen kaplamalar, XRD yöntemi kullanılarak yapısal olarak tanımlanmıştır. Numunelerin üzerinde kaplama kalınlık, sertlik ölçümleri yapılmış, yapışma özellikleri belirlenmiş ve kırık yüzey ve kesit incelemeleri yapılmıştır. Kaplamaların aşınma özellikleri disk üzerine pim yöntemi kullanılarak yağlı ortamda incelenmiştir. Kaplamaların, yüksek hız çeliği pimler kullanılarak, 20 N yük altında ve 2cm/s hızla formüle edilmiş yağda yapılan aşınma deneyleri sonucunda tüm kaplamaların oldukça düşük sürtünme katsayıları (0.03-0.06) verdiği belirlenmiştir. Tüm kaplamalarda ve karşıt yüzeylerde aşınma izlerine rastlanmamıştır. Kaplamaların kırık yüzeyleri incelendiğinde ark yöntemi ile üretilen kaplmaların tamamen eş eksenli yapıya dönüştüğü ve kolonsal yapının ortadan kalktığı, manyetik alanda sıçratma ile üretilen kaplamalarda ise kolonsal yapının hala varlığını sürdürdüğü gözlenmiştir. Kaplamaları yapışma özellikleri hem Rockwell C hem de çizik yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar her iki tür kaplamanın da yüzeye yapışma özelliklerinin iyi olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak her iki kaplama yöntemi kullanılarak yapılan kaplamaların benzer aşınma davranışı gösterdikleri belirlenmiştir. Buna göre daha hızlı kaplama olanağı sağlayan katodik ark yöntemi kullanılarak bu kaplamaların istenilen özelliklerde üretilebileciği ortaya konulmuştur.
-
ÖgeAlev Sentezi İle Nano-borik Asit Üretimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-02-19) Işık, Mehmet İkbal ; Timur, Servet ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringBu çalışmada, nano-borik asitin alev sentezi ve mekanik öğütme yöntemleri kullanılarak üretilebilirliği incelenmiştir. Alev senteziyle üretiminde organik bor çözeltisi başlangıç malzemesi, hidrojen, oksijen ve azot gazları kullanılmıştır. Azot gazının debisi, alevden uzaklık gibi borik asit yapıları üzerinde etkili parametrelerin yanında bu yapıların büyüme mekanizması da incelenmiştir. Yüksek enerjili bilyalı öğütme prosesinde ise bilyalı kuru öğütme yapılarak öğütme süresiyle boyut ve morfoloji özellikleri incelenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları sonucu alev senteziyle nano-borik asit yapılarının üretilebildiği, ancak yanma sonucu oluşan gaz fazındaki suyun yoğunlaşmasının önemli bir sorun teşkil ettiği görülmüştür. Yüksek enerjili bilyalı öğütme prosesinde ise öğütme süresinin arttırılması ile partikül boyutunun küçüldüğü ancak belli bir boyutta kalarak nanoboyuta inmediği görülmüştür.
-
ÖgeAlkali 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 EngineeringSır 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.
-
ÖgeAluminyum 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 EngineeringBu 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.
-
ÖgeAlümina-geçiş Metali İkili Sistemlerin Zırh Malzemesi Olarak İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-02-21) Batıbay, Ahmet Burçin ; Öveçoğlu, M. Lütfi ; 10002664 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringAlümina hafifliği ve üstün özellikleriyle, özellikle yüksek sıcaklık fırınlarında geniş çapta kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra kesici takım, tekstil endüstrisinde iplik kılavuzu olarak ayrıca elektronik endüstrisinde, zırh yapımında, tıpta implant uygulamalarında ve protezlerde kullanılmaktadır. Ergime noktası 2000 ± 30 °C olan alüminyum oksit, düşük sıcaklıklarda kimyasal maddelere ve mekanik yüklere karşı en dayanıklı malzemelerden birisidir. Bu çalışmada, alüminanın üstün özelliklerinden yararlanılarak, düşük özelliklerini iyileştirmek amacıyla geçiş metalleri ile ikili sistem oluşturması hedeflenmiştir. Bu sistemin günümüz teknolojisinde kullanımını arttırmak, özellikle savunma sanayinde zırh malzemesi olarak uygulanması istenmiştir. Bunun için toz halindeki alümina; kobalt, nikel, molibden gibi geçiş metalleriyle yitrium oksit, PVA yardımıyla yaş öğütmede polimer kaplarda zirkon bilyalarla 30 saat öğütme işlemi yapılmıştır. Elde edilen tozlar eksenel presler yardımıyla pelet, çubuk ve plaka haline getirilerek mekanik testlerdeki dayanımı ve de numunelerin karakterizasyonu yapılmıştır. Mekanik test olarak, basma, 3 nokta eğme, kırılma tokluğu ve en önemlisi zırh malzemesi uygunluğu için balistik test yapılmıştır. Elde edilen sonuçların irdelenmesi için X ışınları ile yapılan faz analizleri (XRD), optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri yapılmıştır. Bu çalışmanın sonunda, alüminaya nikel, kobalt ve molibden katkılarının malzemenin özelliklerini iyileştirdiği ve özellikle nikel - kobalt katkısının zırh malzemesi kullanımı için en cazip seçim olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, katkılar alüminanın mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilemiştir.
-
ÖgeAlüminyum Matrisli Bor Karbür Takviyeli Kompozitlerin Aşınma Ve Korozyon Davranışlarının İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Meydanoğlu, Onur ; Kayalı, Eyüp Sabri ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringAlüminyum alaşımları mühendislik ve yapı malzemesi olarak yaygınca kullanılmaktadır. Düşük yoğunlukları ve yüksek mukavemet/yoğunluk oranları Al alaşımlarının en önemli karakteristik özellikleridir. Al alaşımlarının mekanik özellikleri takviye malzemesi ilavesi ile yüksek oranda geliştirilebilir. Al matrisli kompozitlerin kullanım alanlarına örnek olarak havacılık, otomotiv ve spor sektörleri verilebilir. Bu çalışmada, 7075 Al alaşım matrisli B4C takviyeli kompozitlerin aşınma ve korozyon davranışları incelenmiştir. Kompozit malzemeler ticari 7075 Al talaşı ile farklı tane boyutuna sahip B4C partiküllerinin sıcak preslenmesi ile elde edilmiştir. Kompozitlerin aşınma davranışları, disk üzerinde bilya aşınma test cihazında 1N normal yük altında Al2O3 ve çelik toplar kullanılarak normal atmosferik koşullarda yapılan aşınma testleri ile hacim kaybı cinsinden belirlenmiştir. Korozyon testleri, kompozitleri ISO 11846 standardında belirtilen çözeltiye daldırarak, oda sıcaklığında 24 saat tutulması süretiyle yapılmıştır. Korozyon sonuçları kompozit numunelerde oluşan kütle kayıbına göre değerlendirilmiştir.
-
ÖgeAlüminyum Talaşının Geri Kazanımı Ve Uçucu Kül Takviyeli Alüminyum Matrisli Kompozit Üretimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-06-29) Vatansever, Recep ; Kayalı, E. Sabri ; 403365 ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringBu çalışmada, sıfıraltı sıcaklıklarda mekanik öğütme işlemi ile alüminyum alaşımı talaşlarının geri kazanımı ile uçucu kül takviyeli ve uçucu kül takviyesiz alüminyum matrisli kompozit malzeme üretimi incelenmiştir. Bağlayıcı faz olarak ortalama parçacık boyutu 27 μm olan saf alüminyum tozu kullanılarak değişen talaş ağırlık oranlarına sahip toz – talaş karışımları hazırlanmıştır. Ayrıca, eşit ağırlık oranına sahip Al tozu ve 6061 alaşımı talaşı içeren ve değişen ağırlık oranlarında uçucu külden oluşan karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımların bir kısmı atritörde sıvı azot ortamında kriyojenik şartlarda öğütülmüş, diğer bir kısmı da elle karıştırılmıştır. Karışımlar tek yönlü olarak soğuk preslendikten sonra 350 ºC’ de ekstrüde edilerek silindirik numuneler elde edilmiştir. Hazırlanan numuneler mikroyapı, mekanik özellikler ve korozyon davranışı açısından incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre, uçucu kül hacim oranının artması ile yoğunluk ve elektrik iletkenliği düşmekte, boşluk hacim oranı artmaktadır. Fakat, elle karıştırma işlemine nazaran kriyoöğütme işlemiyle ve kriyoöğütmedeki öğütücü bilya/karışım ağırlık oranının artmasıyla kompozitin boşluk hacim oranındaki artış azalmaktadır. Kriyoöğütme işleminde en yüksek bilya/toz ağırlık oranına sahip numunelerin sertlik, akma ve basma dayanımı değerleri diğer numunelerden daha yüksektir. Bu numunelerde, uçucu kül takviye oranı yaklaşık ağ. % 5 olduğunda mekanik özellikler en yüksek değerde iken artan uçucu kül takviyesi ile düşmektedir.
-
ÖgeAlüminyumun İçerdiği İz Elementlerinin Yüzey Segregasyonu Ve Tribolojik Özellikleri Üzerindeki Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008-11-19) Şenel, Esma ; Ürgen, Mustafa ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringTicari saflıkta alüminyum iz elementi mertebesinde empürite içermektedir. Alüminyumun içinde hemen hemen hiç çözünmeyen Pb, In, Sn gibi iz elementleri,alüminyumun 350 °C’nin üzerindeki ısıl islemi sırasında bulundukları konumlardan ayrılırlar ve yüzeye dogru hareket ederler. Bu olay, iz elementlerinin yüzeyde ve yüzeye çok yakın bir tabakada enginlesmesiyle sonuçlanmaktadır. Bu çalısmada, düsük (50,100 ppm) ve yüksek (1000 ppm) konsantrasyonlardaki iz elementlerinin yüzeyde zenginlesmesinin, alüminyumun tribolojik davranısına etkisi incelenmistir. Öncelikle kursun, kalay ve indiyum içeren alüminyum numuneler vakuma alınmıs ve atmosfere açık ortamlarda ısıl isleme tabi tutulmustur. Isıl islemin ardından GD-OES, Taramalı Elektron Mikroskobu, Raman spektroskopisi yardımıyla yapılan yüzey karakterizasyonu sayesinde, zenginlesmenin gerçeklestigi gösterilmistir. Zenginlesmenin alüminyumun tribolojik davranısına etkisini inceleyebilmek için uygun parametreler belirlenmis, gerçeklestirilen asınma testleri sonucunda numuneler, sürtünme katsayıları ve asınma izleri bakımından birbiriyle karsılastırılmıstır. Sonuç olarak, vakumda ısıl islem gören numunelerin saf alüminyuma göre çok daha düsük sürtünme ve asınma gösterdigi görülmüstür. Açık atmosferde ısıl islem gören numunelerin asınma davranısı ise yüzeyde olusan oksit karakterine göre degismektedir. Bu açıdan en iyi sonucu 1000 ppm Sn içeren numune vermistir.
-
ÖgeAmonyağı Oksitleyen Arkeaların Atık Arıtma Tesislerinde Olası Varlığının Araştırılması Ve Çevresel Örneklerle Karşılaştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-07) Çelik, Melih Özgür ; Akarsubaşı, Alper Tunga ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringBu çalışma kapsamında amonyağı oksitleyen arkeaların (AOA) varlığının araştırılması için: kimya, alkol, yağ, petrol,sakız, maya, bira, ve çöp sızıntı suyu atık arıtma tesislerinden 16 farklı aktif çamur örneği ve çevresel: toprak, termal/kaynak suyu, tatlısu, tropikal akvaryum suyu ve çökelti örnekleri arkeal amoA gen varlığı polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ve dizi analizleme yöntemleri kullanılarak araştırılmıştır. Bu çalışmalara ek olarak, AOA ‘ların en iyi büyüdüğü amonya (NH3) derişiminin tespiti için üç farklı AOA zenginleştirilmiş kültürü (toprak ve deniz arkeonları) inkübe edilmiştir. Büyümedeki artış nitrit ölçümleri ve kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (QPCR) deneyleri ile incelenmiştir. Çalışmalarımız sonucunda geniş ölçekte bakılmış olan AAT ‘lerde AOA varlığını gösteren moleküler kanıtlara rastlanmamıştır, ancak araştırılan tüm çevresel numune noktalarında archaeal amoA gen varlığı tespit edilmiştir. Bu sonuçlar AOA’ların farklı çevresel büyüme koşullarına çok iyi adapte olduklarını ve yaygın bulunduklarını kanıtlamaktadır. Bu çalışma sonucunda amonyak derişimi gibi konvansiyonel parametrelerin incelenen AAT’lerde AOA aktivite ve büyümesi hakkında tahmin yürütmeye olanak sağladığı anlaşılmaktadır.
-
ÖgeAnodize Alüminyum Şablonlara Elektrolitik Kaplama Yöntemi İle Kendi Kendini Taşıyabilen Ni-w Nano Tellerin Kaplanması Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-08) Paşaoğlu, Doğan Işıhan ; Ürgen, Mustafa ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringNi-W alaşımlarının elektrokaplama yöntemiyle üretilmesi ilgi çekici bir konudur. Kaplama sonucu elde edilen ürünler, tribolojik, manyetik, elektriksel ve elektro-erozyon özellikleri açısından benzersiz bir bileşime sahiptir. Bu yöntemle üretilen Ni-W kaplamalar yüksek çekme mukavemeti ve sertlik özelliklerinin yanısıra, güçlü asitlere karşı yüksek direnci ve yüksek ergime sıcaklığıyla ön plana çıkmakta ve sert krom kaplamalara alternatif olarak görülmektedir. Bu özelliklerin yanısıra, Ni-W alaşımları, hidrojen çıkışı ve sülfürden arındırma gibi işlemler açısından elektrokatalitik özellikleriyle umut vaad etmektedir. Bu çalışmanın amacı, grubumuz tarafından daha önceden geliştirilen bir yöntem yardımıyla kendi kendini taşıyabilen Ni-W nanotel üretmek ve karakterizasyon çalışmalarını yürütmektir. Yapılan deneyler, şablon olarak anodize alüminyum oksit (AAO) şablonların, grubumuzca zinkatlama yöntemine dayanan bir metotla aktifleştirilmesi ve doğru akım elektrolitik kaplama yöntemi ile AAO şablonlara Ni-W nanotel kaplanmasına dayanmaktadır. Kaplama devam ettirildikçe porlar Ni-W nanoteller ile doldırılmakta ve ardından AAO ve Al katmanları çözülerek geriye kendi kendini taşıyabilen nanoteller kalmaktadır. Ni-W nanotellerin üretimi için öncelikle AAO şablonların üretimi optimize edilmiştir. Önceden tavlanan ve elektro parlatma işlemine tabi tutulan saf alüminyum numuneler, okzalik asit ile iki basamaklı anodizasyon basmaklarından geçirilmiş; yaklaşık100nm por çapı elde edilmiştir. Anodizasyon süresi ayarlanarak kalınlık 2 µm elde edilmiştir. Elde edilen porlu yapının tabanları elektrokimyasal ayrışma ve zinkatlama yöntemi ile doğru akım elektrolitik kaplama için hazır hale getirilmiştir. Elektrolitik kaplama deneyleri 1.25 A/dm2, 1.56 A/dm2, 1.87 A/dm2 ve 2.18 A/dm2 değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Atomik %9 W içeren Ni-W alaşım eldesi için optimizasyonlar yapılmış; kullanılan çözeltinim kritik pH ve kaplama anındaki akım yoğunluk değerleri ortaya çıkarılmıştır. Deneylerin sonunda, uzunlukları 1.5-1.8 µm ve çapları ortalama 120 nm ile 140 nm arası değişen Ni-W nanoteller başarı ile üretilmiştir. Elde edilen numuneler Watts çözeltisi ile kalınlaştırılmış ve ardından AAO ve Al katmanları NaOH çözeltisinde çözülmüştür; kendi kendini taşıyan Ni-W nanoteller üretilmiştir. Ardından FEG-SEM ve XRD analizleri yapılmış, elektrokatalitik özellikleri polarizasyon eğileri üzerinden incelenmiş ve Ni-W nanotellerin düz elektrolitik Ni kaplamalara göre davranışı irdelenmiştir. Deney sonuçları, yapı içine oksit katılımı engellenebilirse Ni-W nanotellerin elektrokatalitik malzeme olarak kullanılabilme potansiyeline sahip oldukları göstermiştir. Bu üretim yöntemi sayesinde ilk defa kendi kendini taşıyabilen Ni-W nanotel yapılar üretilmiştır; ve yüksek yüzey alanları nedeniyle kullanım alanlarının genişleyeceği düşünülmektedir.
-
ÖgeArk Fiziksel Buhar Biriktirme Yöntemi İle Metalik Taban Malzemeleri Üzerinde Tio2 İnce Filmlerin Üretimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Kepenek, Bahadır ; Çakır, Ali Fuat ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringFotoaktif TiO2 ince filmler birçok alanda kullanılmaktadırlar. TiO2 filmler ultraviyole ışığa maruz kaldıklarında organik bileşikleri parçalayacak kadar kuvvetli oksidasyon enerjilerine sahip olmaktadırlar. Bu çalışmanın amacı, ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile Ti ve paslanmaz çelik taban malzemesi üzerinde TiO2 ince filmlerin üretimi ve fotokatalitik özelliklerinin ölçülmesidir. Manyetik fokuslama ve taban malzemesinin sıcaklığı filmlerin kristal yapısını ve fotokatalitik özelliklerini etkileyen önemli parametreler olarak ortaya çıkmaktadır.
-
ÖgeAtomsal Bağların Sonlu Elemanlar Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Aydınol, Volkan ; Göller, Gültekin ; Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ; Material Science and EngineeringLiteratürde, malzemelerin nanoskobik seviyede analizleri için yoğun olarak kuantum mekaniği simülasyonları ve moleküler dinamik simülasyonları kullanılmaktadır. Eğer konu malzemelerin mekanik davranışının incelenmesi ise, moleküler dinamik simülasyonları özellikle tercih edilmektedir. Ancak moleküler dinamik simülasyonlarının uzunluk ve zaman boyutlarında temsil edebildikleri fiziksel sistemlerin büyüklükleri göz önüne alındığında birçok mühendislik probleminin incelenmesinde yetersiz kaldığı görülmektedir. Söz konusu sınırların aşılması için, başta “çok mertebeli” (multiscale) simülasyonlar olmak üzere, çeşitli çalışmalara literatürde rastlanmaktadır. İşte bu çalışmanın temel hedefi de, sonlu elemanlar yöntemi ve model derecesi düşürme tekniklerini kullanılarak mevcut sınırlar içinde analizi yapılan sistemlerden daha büyük sistemlerin, yine mevcut sınırlar içerisinde modellenip analiz edilebileceğini göstermektir. Bunun için, kovalent bağlı bir kristal olan elmas, basit yapısı, deney verilerinin çokluğu ve mühendislikteki önemli yeri sebebi ile tercih edilmiştir. Çalışma kapsamında çeşitli büyüklüklerdeki elmas kristalleri, atomik bağlar kiriş elemanlarla ve atomlar noktasal kütlelerle ifade edilmek üzere sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmiştir. Kiriş parametrelerinin elde edilmesinde DREIDING potansiyelinden yararlanılmıştır. Elde edilen modelin doğruluğu statik çekme analizleri ile gösterilmiştir. Ardından, bu model, komponent mode sentezi (component mode synthesis) model derecesi düşürme tekniği kullanılarak küçültülmüş ve bu yeni modelin orijinal sistemi ne kadar iyi temsil edebildiği bir dinamik analizle gösterilmiştir. Modelleme çalışmasının literatürde verilen deneysel sonuçlarla büyük uyum içinde olduğu ve model derecesi düşürme çalışmasının orijinal sistemin büyük başarı ile temsil ettiği gösterilmiştir.