FBE- Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 173
-
ÖgeDevelopment of extruded high impact polystyrene foams(Institute of Science and Technology, 2018-06-04)The use of polymers has been increaseed significantly since the second world war. Currently, hundreds of millions of polymeric products are being manufactured. This is due to the advantages that polymers could provide compared to other metallic or ceramic counterparts. Firstly, polymers possess low density and their manufacturing is cheaper and easier. In addition, polymers are corrosion resistant materials. Polystyrene (PS) is an amorphous polymer that has glass transition temperature of around 105 oC. It is cheap and one of the mostly used polymers in commodity applications. There are many areas for the use of PS such as plastic cutlery, pots, toys, automotive industry, whitegoods industry, electronics etc. General purpose PS (GPPS) and High impact PS (HIPS) are the types of PS that are widerly being used in various areas. GPPS is a transparent and brittle material and it is known as crystal in plastic industry. HIPS is also a blend of PS which contains around 5-15 wt % polybutadiene (PB) rubber. These two polymers form an immiscible blend of PS and PB. Foamed polymers can be defined as polymers include bubbles and pores. Foamed polymers are very light weight and cost-effective materials. In addition, they have comparable mechanical properties and very high strength to weight ratios as it is compared to conventional neat polymers. Because of such advantages, the polymeric foams are used in many applications such as automobile parts, packaging industry, sandwich caps, insulators in construction industry, sport industry etc. The use of blowing agents are required in order to obtain foamed structure in foaming process. Blowing agents are classified into two groups as physical blowing agents (PBAs) and chemical blowing agents (CBAs). PBAs are directly injected into the polymer matrix melt during processing and they are in the form of gas, liquid or supercritical phase. On the other hand, CBAs decompose and generate gases during processing and they are in the form of solid granules or powder. Polymeric foams can be classified as open or closed cell foams based on the morphology; microcellular, fine celled and conventional foams as the cell density; high density, medium density and low density based on void fraction or expansion ratio. Many of traditional polymer processing methods can be performed in order to produce polymeric foams. Batch process and continuous process are the two techniques for foam production. Continious process also classified into two groups as foam extrusion and foam injection molding (semi-continuous). In foam extrusion process, polymer/gas mixture starts to be generated by the directly injection of PBA or decomposition of CBA under higher pressure during processing. The gas dissolve in to polymer matrix when the pressure is under the solubility limit of polymer. When the polymer/gas mixture flew through the extruder die, the sudden pressure drop at the die nozzle creates thermodynamic instability and causes cell nucleation and growth during the foaming step. This thesis studies the extrusion foaming behavior of HIPS through a twin-screw extruder using two various types of CBAs. The filamentary die having 4 mm length and 2 mm diameter was used in order to obtain foamed filament samples for each experiment. The CBAs differences is about their decomposition temperatures. These CBAs were named as CBA-1 and CBA-2 and they were thermally analyzed in order to observe the thermal properties and decomposition temperatures by using differantial scanning calorimetry (DSC) and thermal gravimetric analysis (TGA). Three and five different extruder barrel temperature profiles were determined in order to observe the effect of processing temperature for CBA-1 and CBA-2, respectively. After the determination of optimum processing temperature profile for both CBAs, the five different die temperature profiles (from the highest to the lowest temperature) were tailored during the foaming of HIPS for two different CBAs. The effect of the die temperature on the foaming behavior of HIPS was observed, and the optimum die temperature profile was determined. The next step is to verify the CBA content effect on the foamed HIPS for both CBAs. Three different contents (i.e., low, moderate and high content) of chemical blowing agents were used for each CBAs and content of CBA on foamig was investigated. After the determination of optimum CBA content for both CBAs, effect of screw RPM (revolution per minute) on the foaming behavior of HIPS was, subsequently, illustrated for both CBAs. Four different screw RPM (low, moderate, high, very high RPM) were tailored during the foaming of HIPS for two different CBAs and the most proper RPM conditions were selected for CBA-1 and CBA-2. The HIPS extrusion foaming behavior was further investigated via blending it with GPPS at the various blending cotents (neat HIPS, HIPS with low content GPPS, HIPS with high content GPPS). The effect of GPPS and its blending content was investigated for both CBAs. After that, foaming behavior was also examined via compounding HIPS with three different inorganic fillers (i.e., microlamellar talc, talc, and calcium carbonate) at three different contents (i.e., low, moderate and high content). The effect of the inorganic fillers as a nucleating agent and the effect of inorganic filler type and content were investigated with this study. The foamed HIPS samples were characterized in two aspects. Firstly, the density of foamed samples were measured in pure water and calculated by using archimedes equation. After the determination of the density of foamed HIPS samples, the void fractions of each sample was calculated. On the other hand, the morphology of cellular structure in foamed samples were observed by using scanning electron microscope (SEM). Firstly the foamed HIPS filaments were broken under liquid nitrogen and the samples were coated with gold. After the observation of cellular morphology; cell distributions and cell dimensions were examined and the cell density of each of filamentary samples were calculated.
-
ÖgeTiN sert kaplamaların altlıklarıyla galvanik etkileşimlerinin incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-06-09)Fiziksel buhar biriktirme (FBB) yöntemiyle üretilen sert nitrür kaplamalar 1980'lerin başından beri hem akademik hem de endüstriyel çalışmalara konu olmuştur. Farklı altlıklar üzerine geçiş metallerinin nitrürleri, karbürleri ve karbonitrürleri kaplanabilmektedir. Bunlar yüksek aşınma ve korozyon dirençleri sayesinde altlık malzemelerin kullanım ömürlerini belirgin şekilde uzatmaktadır. Bu yüzden metalik altlık seramik kaplama sistemleri kesici ve delici takım uçlarında tercih edilmektedirler. Bu iki özelliğinin yanı sıra, düşük sürtünme katsayısı nedeniyle tribo-korozyon uygulamaları için de kullanılmaları gündemdedir. Özel olarak bir işleme tabi tutulmayan FBB nitrür kaplamalar, altlık üzerinde kolonsal taneler şeklinde büyürler. Bu tanelerin arasındaki boşluklar tribo-korozyon uygulamaları için istenmemektedir. Bahsedilen boşlukların giderilmesi amacıyla önerilenler arasında çok katmanlı kaplamalar, korozyona dirençli arayüzeyler, amorf ya da nanokompozit kaplamalar vardır. Sert nitrür kaplamaların korozyon davranışını inceleyen birçok araştırmacı olmasına rağmen sadece kaplama ve altlık malzeme arasındaki etkileşimleri inceleyen çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu etkileşimler kaplamanın hata bölgelerinden kaynaklanmaktadır. Hata bölgesi olarak bahsedilen, tüm kaplamalarda bulunan delikler, boşluklar ve çatlaklardır. Bunun yanı sıra servis ömrü boyunca oluşabilecek çizikler de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu bölgelerde elektrolit, altlığa kadar sızarak buralarda etkileşime girmektedir. Her iki malzemenin elektrokimyasal potansiyelleri arasındaki fark, oluşan galvanik korozyon hücresi için itici gücü oluşturmaktadır. Oluşan hücrede, çok büyük bir katotla eşleşen çok küçük bir anot vardır. Böylece korozyon hızının arttığı düşünülmektedir. Bu çalışmada, TiN kaplamalarla altlık olarak kullanılan düşük karbonlu çelik malzemeler arasındaki etkileşim incelenmiştir. Değişen ortam pH'ına bağlı olarak çeliklerin elektrokimyasal korozyon davranışı belirlenmiştir. İnert altlık üzerine katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle TiN kaplanmıştır. Ardından kaplamaların elektrokimyasal korozyon davranışları tanımlanmıştır. Bunun için kurulan polarizasyon hücrelerinde açık devre potansiyelleri, korozyon akımları ve potansiyelleri ile anodik ya da katodik polarizasyon eğrileri kaydedilmiştir. Daha sonra, altlık-kaplama ikililerinden oluşan galvanik hücreler kurulmuş ve değişen ortam pH'larına göre bu iki elektrot arasındaki potansiyel fark ile aradan geçen akım kaydedilmiştir. Kurulan bu düzenekle, kaplama-altlık arayüzeyinde oluşabilecek korozyon hasarları hakkında fikir yürütme imkanı doğmuştur.
-
ÖgeAlümina ilavesinin Li2O-ZnO-SiO2 cam ve cam seramiklerinin kristalizasyon davranışı, mekaniksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996)Bu çalışmada, yüksek mukavemet ve yüksek ısıl genleşme özellikleri ile karekterize edilen Lİ2O-ZnO-SiO2 cam sisteminde % 11 ağ. oranına kadar çinko oksit ile yer değiştiren alüminanın, camların kristalleşme davranışlarına, cam ve cam-seramiklerin mekanik ve kimyasal özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, alüminanın çinko oksit ile % 4, 6, 8 ve 11 ağ. oranlarında yer değiştirmesi ile beş farklı bileşimde cam hazırlanmıştır. Camlara,» daha önceki çalışmalarda yapılmış diferansiyel termal analiz (DTA) verilerine göre planlanan değişik ısıl işlemler uygulanmış, bu ısıl işlemlerle gelişen mikroyapılar taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmiştir. Isıl işlemlerin değişik aşamalarında cam fazından çökelen kristaller X-ışınlan difraktometresi (XRD) ile belirlenmiştir. Tavlanmış camların ve cam-seramiklerin eğme mukavemetleri üç noktadan eğme testi ile Instron Universal test cihazında îesbit edilmiştir. Cam ve cam-seramiklerin asidik ve bazik karekterli çözeltilere karşı dirençleri farklı konsantrasyona sahip çözeltiler kullanılarak zamana bağlı ağırlık kaybı olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışma sonuçlan, çinko oksit ile yer değiştiren alüminanın, orijinal bileşimin camlaşma özelliğini bozmadan %8 AlaOs oranına kadar cam-seramiklerin eğme mukavemetini arttırdığı fakat camların mukavemetini değiştirmediğini, %8' den daha yüksek alümina içeriğinde cam-seramik mukavemetinde düşmeye neden olduğunu, alümina içeriğindeki artışın cam-seramiklerin asit dirençlerini arttırdığını göstermiştir. Alümina ilavesinin cam ve cam-seramiklerin bazlara karşı dirençleri üzerinde herhangi bir etkisinin bulunmadığı belirlenmiştir.
-
ÖgeKesici takımlar üzerine yapılan Tin sert seramik film kaplamanın kesici takım ömrüne etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996)Bu çalışma, ARÇELÎK A.Ş. Çayırova tesislerinde çamaşır makinalarında kullanılan rulman yuvalarının talaşlı imalatının yapıldığı takım tezgahında farklı özelliklerdeki kesici takımların kaplamasız ve TİN sert seramik film ile kaplı olarak kullanılması sonucunda, kesici takımların ömürlerinde meydana gelen değişimlerin belirlenmesi amacı ile yapılmıştır. Rulman yuvalarının talaşlı imalatında kullanılan kesici takımlar, DİN 1.3343 ve DİN 1.3243 malzemelerden imal edilmiştir. DİN 1.3243 malzemeden imal edilen kesici takımlar, Türkiye' de sert seramik film kaplama yapabilen iki yerli kaplayıcı firma tarafından TİN ile kaplanmıştır. TİN kaplanmış kesici takımlar üzerinde, kaplama kalınlıklarının yüzey pürüzlülüklerinin, sertliklerinin ve alt malzemeye olan yapışmalarının belirlenmesi için çeşitli karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Performans deneylerinde, kesici takımların serbest yüzeylerinde meydana gelen serbest yüzey aşınması kriter olarak seçilmiştir. Kesici takımların serbest yüzeylerinde meydana gelen serbest yüzey aşınma şerit genişliği 0.4 mm1 ye ulaşan takım, aşınmış olarak kabul edilmiştir ve kesici takıların aşıncaya kadar işlemiş oldukları parça sayısı, takım ömrü olarak alınmıştır. Performans deneyleri sonucunda DİN 1.3243 malzemeden imal edilmiş kesici takımlar, DİN 1.3343 malzemeden imal edilmiş kesici takımlara göre, kesici takım türüne bağlı olarak % 20 ile 75 arasında daha yüksek takım ömürleri göstermişlerdir. DİN 1.3243 malzemeden yapılmış kesici takımların 1. Firma tarafından kaplanması ile DİN 1.3343 malzemeden imal edilmiş kesici takımlara göre kesici takım türüne bağlı olarak takım ömürlerinde, % 233 ile 450 arasında artış sağlanmıştır. 2. Firma tararından kaplanan kesici takımlarda ise % 166 ile 350 arsında takım ömürlerinde artış sağlanmıştır. 1. Firma tarafından kaplanan kesici takımların performans deneylerinde daha uzun takım ömürleri göstermeleri, 1. Firma tarafından yapılan kaplamaların 2. Firma tarafından yapılan kaplamalara göre; 1- Daha düşük yüzey pürüzlülüğü, 2- Daha yüksek sertlik, 3- Alt malzemeye daha iyi yapışma göstermelerinden kaynaklanmaktadır. 1. Firma tarafından kaplanan kesici takımların, tribolojik açıdan yukarıda sayılan olumlu özellikleri içermeleri, bu takımların performans deneylerinde daha üstün performans göstermelerine neden olmuştur.
-
ÖgeBazı sıcak iş takım çeliklerinin yüksek sıcaklık aşınma davranışları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996)Bu çalışmada metal ve alaşımlarının sıcakta şekillendirme işlemlerinde kullanılan, DİN 1.2344 (% 3.5 C, % 5.1 Cr, % 1.2 Mo, %0.9 V), DİN 1.2365 (% 0.29 C, % 2.5 Cr, % 2.4 Mo, % 0.5 V) ve DİN 1.2367 (% 0.31 C, % 4.9 Cr, % 2.5 Mo, %0.5 V) kalite sıcak iş takım çeliklerinin, oda sıcaklığından 500 °C'a kadar değişen sıcaklıklardaki metal-abrasiv ve oda sıcaklığındaki metal-metal aşınma davranışları incelenmiştir. Her üç çeliğin oda sıcaklığından 500 °C'a kadar değişen deney sıcaklıklarında Al203 esaslı bir abrasiv aşındırıcı üzerinde, disk üzerinde pim aşınma deneyi esasına uygun olarak yapılan metal-abrasiv aşınma deneylerinde, tüm deney sıcaklıkları ve yükleme ağırlıklarında DİN 1.2367 kalite çeliğin en yüksek, DİN 1.2344 kalite çeliğin ise en düşük aşınma direncine sahip olduğu tespit edilmiştir. Oda sıcaklığından 500 °C'a kadar değişen sıcaklıklarda yapılan aşınma deneyleriyle, yüksek sıcaklık aşınma direncinin arttırılması açısından (özellikle 400 °C'ın üzerindeki sıcaklıklarda), Mo miktarının % 1.2'den % 2.5'e çıkartılmasının, Cr miktarının % 2.5'den % 5'e arttırılmasından daha etkili olduğu saptanmıştır. 64.5 HRC sertliğe sahip sementasyon çeliğinden yapılmış aşındırıcı disk üzerinde, üç farklı yükleme ağırlığında yapılan metal-metal aşınma deneylerinde, tüm yükleme ağırlıklarında DİN 1.2344 kalite sıcak iş takım çeliğinin en düşük, DİN 1.2367 kalite sıcak iş takım çeliğinin ise en yüksek aşınma direncine sahip olduğu tespit edilmiştir.