Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 114
  • Öge
    Simulation and fabrication of thin film notch filter
    (Institute of Science and Technology, 2020-07-14) Humalı, Eray ; Kazmanlı, M. Kürşat ; Materials Engineering Programm
    Optical filters are used for altering the optical properties of surfaces. They work on a specific range of the electromagnetic spectrum, and they are divided into two as interference and absorptive filters. Interference filters are composed of multilayer periodic thin films and they based on the interference principle of electromagnetic waves. In interference filters, desired transmission and reflection ratios can be achieved by controlling film thickness and refractive index of film material and substrate. There are many parameters of the refractive index, but the wavelength is the most outstanding one for optical filters. The wavelength-dependent refractive index is named dispersion and it can be expressed semi-empirical or empirical models. There are many types of interference filters, so they are categorized according to filtering shape and their location on the electromagnetic spectrum. Notch filters are a type of interference filter. Notch filters block a narrow band between the cut-off frequencies and they transmit other parts of the spectrum. They are the most complex interference filter type because of having two cut-off frequencies and a narrow non-transmitting band. In this thesis, the main purpose is to create an open-source and free thin film notch filter simulation and fabricate various thin film notch filters using unused material combinations according to outputs of the simulation. Also, produced thin film notch filters are suitable for different applications. The thin film notch filter simulation has been created using Python software. The physical principles of the thin films are also in the scope of this thesis.
  • Öge
    AISI 430 kalite paslanmaz çeliklerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin perçinleme prosesinde çatlak oluşumuna etkisinin incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-03-11) Balakan, Asude ; Baydoğan, Murat ; 506151430 ; Malzeme Mühendisliği ; Materials Engineering
    Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle paslanmaz çelik kullanımı oldukça geniş bir alan kaplamaktadır. Paslanmaz çelikler; kimyasal özellikleri, fiziksel dayanımları ve yüzey kaliteleri dikkate alınarak farklı sanayi ve endüstri kollarında kendilerine kullanım alanları bulmaktadır. Paslanmaz saclar genellikle şekil alabilme özellikleri ile bilinirler ve bu özellikleriyle birçok sektörde kullanım alanları mevcuttur. Isıya ve korozyona karşı oldukça dayanıklıdırlar ve bu sebeple su ile temas edecek noktalarda kullanılırlar. Şekil alabilme özelliği sayesinde mutfak ürünlerinde ve dekorasyon ürünlerinde tercih edilirler. Paslanmaz saclar değişken özelliklerine ve kullanım alanlarına bağlı olarak çeşitlilik gösterirler ve sınıflara ayrılırlar. Paslanmaz sac derin çekme özelliğinin iyi olması ve korozyon dayanımı sayesinde çamaşır makinesi tamburu üretiminde tercih edilen bir malzemedir. Çamaşır makinesinin en önemli parçalarının başında tambur gelmektedir. Yıkama işleminin gerçekleştirildiği bölüm olan tamburun, makinenin çalıştığı zaman boyunca mekanik anlamda problem oluşturmaması gerekmektedir. Bu tez kapsamında çamaşır makinesi tambur üretiminde paslanmaz sacın perçinleme işlemi sırasında meydana gelen çatlak hasarının mikroyapı ve mekanik özellikler ile ilişkisi incelenmiştir. Literatür araştırmalarının ilk bölümünde paslanmaz sacların geçmişten bu güne olan tarihsel gelişiminden bahsedilmiştir. Paslanmaz çeliklerin sınıflandırılması ve içerdikleri alaşım elementlerinin malzemenin özelliklerine etkisi de literatür çalışmalarında yer almaktadır. Tambur üretiminde ferritik paslanmaz çelik grubuna ait, soğuk haddelenmiş, 2B yüzey özelliklerine sahip AISI 430 kalite paslanmaz çelik ile çalışılmıştır. Farklı tedarikçilere ait saclar çatlama davranışı gösteren ve çatlama davranışı göstermeyen saclar olarak iki grupta incelenmiştir. İlk olarak çatlayan malzeme grubuna ait on farklı rulodan ve çatlama davranışı göstermeyen gruba ait on bir farklı rulodan alınan numunelerle çekme testleri yapılıp malzemelerin akma dayanımı, çekme dayanımı ve kopma uzaması değerleri elde edilmiştir. Elde edilen değerler Minitab programı kullanılarak regresyon metodu ile istatistik bir model üzerine oturtularak mekanik değerlerin çatlama davranışı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Analiz sonucunda ilk olarak çatlayan tambur sacı üretme olasılığı akma dayanımı, çekme dayanımı ve kalıp farklılığı ile ilişkilendirilmiştir. Farklı tedarikçiler için çatlayan ve çatlamayan sacların akma dayanımı, çekme dayanımı ve kopma uzaması değerlerinin dağılımı hesaplanmış ve ortalama değerleri elde edilmiştir. Bu etkileşimler Minitab programında girdi olarak kullanılarak kontur grafikleri elde edilmiştir. Her tedarikçi için oluşturulan kontur grafikleri ile çatlama hasarı gözlemlenen ve gözlemlenmeyen sacların akma ve çekme dayanımları arasında ilişki kurularak limit değerleri belirlenmiştir. Elde edilen limit değerlerinin her tedarikçi için farklı olduğu ve B tedarikçisinde bu aralığın daha geniş olduğu gözlemlenmiştir. Proses denemeleri ile üretilen çevre saclarının perçin bölgelerinde çatlak sayıları hesaplanıp Minitab analizinde girdi olarak kullanılarak ortalama çatlak perçin bölgesi sayısı akma dayanımı, çekme dayanımı, kopma uzaması, sertlik ve kalıp farklılığı parametreleri ile ilişkilendirilmiştir ve çatlak oluşmayan değer aralıkları elde edilmiştir. Mekanik özelliklerin yanı sıra üretim prosesinden de gelen kalıp farklılığı da analiz edilmiş ve çatlama davranışı üzerindeki etkisi görülmüştür. Mekanik analizlerin devamında deformasyon özelliklerinin belirlenmesi için 0o, 45o ve 90o hadde yönü açılarına sahip numunelere kademeli çekme testi yapılarak dikey anizotropi katsayısı, düzlemsel anizotropi katsayısı ve deformasyon sertleşmesi üssü değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen bu değerler iki grup arasında karşılaştırılarak farklılıkları tespit edilmiştir. Çalışmanın devamında çatlayan ve çatlamayan sacların mikroyapıları optik mikroskop ile farklı büyütmelerde incelenmiştir. Çatlayan ve çatlamayan sacların tane yapıları kıyaslanarak çatlama davranışı göstermeyen saclara ait tanelerin eş eksenli olduğu ve mikroyapıda daha homojen bir dağılıma sahip olduğu görülmüştür. Çatlama davranışı gösteren sacların mikroyapılarında deformasyon izleri ve çökelti fazları tespit edilmiştir. Tespit edilen bu çökelti fazları EDS analizi ile incelenerek bileşenleri belirlenmiş. Literatür çalışmaları ile kıyaslanarak çökelti fazlarının mekanik özellikleri olumsuz etkilediği ve çatlama davranışına sebep olabileceği öngörülmüştür. Tane boyutunun çatlama hasarına etkisinin incelenmesi amacı ile tane boyutu analizi yapılmıştır ve iki grup karşılaştırılarak tane boyutunun da çatlama davranışı üzerinde etkili bir değişken olduğu tespit edilmiştir. Tane boyutu küçüldükçe malzemenin şekillendirilebilirliğinin arttığı tespit edilmiştir. Çatlama davranışı gösteren ve göstermeyen sacların kırılma ve kayma yüzeyleri kesme yüzey analizi yapılarak incelenmiştir. Bu analizde malzemelerin 0o, 45o ve 90o hadde yönlerinde kesilip yüzeyleri mikroskop altında incelenmiştir. Farklı hadde yönü açılarına sahip çatlayan ve çatlamayan numunelerin ortalama kırılma yüzey oranları hesaplanmıştır. Numunelerin kendi içinde hadde yönleri arasında kırılma yüzey oranlarında belirgin bir farklılık gözlenmezken, iki grup kıyaslandığında ortalama kırılma yüzey oranının çatlayan saclarda daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Kırılma ve kayma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu ile farklı büyütmelerde incelenmiştir. Çatlama özelliği gösteren ve göstermeyen sacların şekillendirilebilirliklerini kıyaslamak amacı ile Erichsen çökertme deneyi yapılmış ve Erichsen derinlikleri ölçülmüştür. Çatlama davranışı gösteren sacların Erichsen derinliklerinin çatlama davranışı göstermeyen göstermeyen saclara kıyasla daha az olduğu tespit edilmiştir. Malzemenin sertliğinin şekillendirilebilirliğine etkisini incelemek için sertlik analizi yapılmıştır. İki grup kıyaslandığında çatlama davranışı gösteren sacların sertliğinin çatlama davranışı göstermeyenlere kıyasla daha düşük olduğu tespit edilmiştir.
  • Öge
    Organik hidroksiapatit tozlarının sinterlenmesi ve karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013) Metin, Nilüfer ; Göller, Gültekin ; 335729 ; Malzeme Mühendisliği Programı
    Ca10(PO4)6(OH)2 kimyasal formülüne sahip hidroksiapatit kemik ve dişin mineral bileşimine çok benzer olması nedeniyle biyolojik olarak en uyumlu malzemelerdendir. Bu çalışmada kullanılan hidroksiapatit, büyükbaş hayvan kemiğinin 850°C?de 4 saat süre ile kalsinasyonu sonucu elde edilmiştir ve bovine hidroksiapatit(BHA) diye adlandırılmıştır. Elde edilen tozlar elek analizi sonucu (-180+150µm), (-200+180µm), (-250+200µm) tane boyutlarında olmak üzere ayrılmıştır. Bu tozlar karıştırılarak 24 saat boyunca bilyalı değirmende öğütülmüştür. Kalsinasyon sonucu elde edilen tozun JCPDS 09-432 numaralı hidroksiapatit ile uyuştuğu XRD yardımı ile anlaşılmıştır. Numuneler soğuk izostatik pres kullanılarak ISO BS 13779 standardına göre silindirik formda üretilmiştir. 1000°C,1100°C,1200°C ve 1300°C sıcaklık değerlerinde 4 saat boyunca sinterlenmiştir. Numunelerin mikroyapı analizleri taramalı elektron mikroskobu ve faz analizleri ise XRD ile gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık artışı ile beraber her numunede ana faz olarak JCPDS numarası 09-432 olan hidroksiapatit fazı ve JCPDS numaraları sırasıyla 47-0262, 50-1758 olan Na3Mg0.95Ca0.05H(PO4)2.0.2H2O ve Na2Ca(HPO4)2 fazlarına rastlanırken 1300°C?de ß-TCP fazının da oluştuğu belirlenmiştir. Sinterlenen numunelerin mekanik özelliklerinin karakterizasyonu için ise yoğunluk, vickers mikrosertlik ve basma mukavemeti değerleri incelenmiştir. En düşük relatif yoğunluk değeri %78 ve en yüksek yoğunluk değeri %95?tir. En düşük mikrosertlik değeri 81 HV iken en yüksek sertlik değeri 494 HV?dir. En yüksek basma mukavemeti değeri olan 60 MPa?ya 1200°C?de ulaşılmış ve 1300°C?de ciddi bir şekilde düşüş göstererek 32 MPa?ya kadar düşmüştür. Yaş kimyasal analiz yöntemi ile hayvan kemiğinden elde edilen hidroksiapatitin içerisindeki elementlerin miktarları belirlenmiştir.
  • Öge
    Inconel 718 süperalaşımının termokimyasal borlanması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013) Dinç, Hasan ; Baydoğan, Murat ; 349766 ; Malzeme Mühendisliği ; Materials Engineering
    Borlama ısıl işlemi; difüzyon kontrollü bir yüzey sertleştirme prosesi olup, yüksek sıcaklıklarda bor atomlarının malzeme yüzeyine difüzyonu sonucu yüzeyde borür fazlarını içeren tabakaların meydana gelmesidir. Borlama ısıl işlemi demir esaslı ve demir dışı malzemelere uygulanabilmektedir. Ancak uygulama oranı olarak demir esaslı malzemeler (özellikle çelikler) ilk sırayı alır. Demir dışı malzemeler olarak, nikel, kobalt, molibden ve titanyum esaslı malzemeler örnek verilebilir. Borlama işlemi sonucu oluşan borür tabakaları yüksek sertlik ve aşınma direncine sahiptirler. Ayrıca borlama işlemi, korozyon ve oksidasyon direncini arttırmakta ve sürtünme katsayısını düşürmektedir. Borlama yöntemleri: kutu borlama, pasta borlama, sıvı borlama ve gaz borlamadır. Süperalaşımlar, nikel, demir nikel ve kobalt bazlı alaşımlar olup yüksek sıcaklıklarda mekanik özelliklerini ve metalurjik kararlılıklarını muhafaza eden malzeme grubudur. İlk süper alaşımlar östenitik paslanmaz çeliklerin bir modifikasyonu olup günümüzde kullanımda olan birçok malzeme 1950-1970 yılları arasında geliştirilmiştir. 1980?lerde gelişen teknoloji ile bazı elementlerin süperalaşımlara katılabilme olanağının artmasıyla bugün yoğun ilgi duyulan spesifik mekanik özellikler kazanmışlardır. Bu nedenle de yüksek sıcaklık uygulamaları söz konusu olduğunda süperalaşımlar diğer tüm ticari metalurjik malzemelerden daha çok tercih edilmektedirler. Süperalaşımların başlıca uygulama alanlarına uçaklar ve endüstriyel gaz türbinleri (pervane kanatçıkları, yanma odaları, diskler, şaftlar), nükleer güç sistemleri (hareket mekanizmaları için kontrol çubukları, akış valfleri, yaylar), uzay araçları (aerodinamik araç zırhları, roket motor parçaları), petrokimya sanayisi (reaksiyon kapları, borular, pompalar), ısıl işlem ekipmanları ( tepsiler, karıştırıcılar, konveyör bantları) örnek olarak verilebilir. Inconel 718; demir nikel bazlı süperalaşım grubundan olup önemli miktarda nikel, demir ve niyobyum içermektedir. İçerdiği yüksek niyobyum sayesinde çökelti sertleştirmesi ile mukavemetlendirilebilmektedir. Yüksek sıcaklıklarda dahi mekanik özelliklerini (kopma, yorulma, sürünme) korumaktadır. Genel olarak kullanım yerleri; gaz türbinleri, roket motorları, uçak motorları, nükleer reaktörler ve proses ekipmanlarıdır. Demir esaslı malzemelerin termokimyasal yöntemle borlanması üzerine birçok çalışma yapılmış ve son yıllarda bu çalışmalar oldukça hızlanmıştır. Araştırmalar neticesinde elde edilen sonuçlarla birçok gelişmiş ülke, borlama işlemini sanayilerine aktarmıştır. Borlama işlemi endüstriyel olarak daha çok çelikler üzerine uygulanmaktadır ve birçok çelik grubu üzerinde detaylı araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Ancak, süperalaşımlar üzerinde yapılan araştırmalar oldukça sınırlıdır ve az sayıda çalışma yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı, AMS 5662 ve AMS 5663 ısıl işlemlerine tabi tutulmuş Inconel 718 süperalaşımının, termokimyasal yöntemle borlanması sonucu oluşan fazları tespit etmek ve borlama sonucu oluşan borür tabakasının malzemenin mekanik özelliklerine etkisini incelemektir. Bunun için Inconel 718 süperalaşımına ait numuneler, 800, 900 ve 1000°C sıcaklıklarda 2, 4, 8 ve 12 saat süre ile Ekabor-2 tozu içerisinde kutu borlama yöntemiyle borlanmıştır. Borlama işlemi ardından numunelerin XRD analizi ile faz tayini, SEM ile kesit incelemesi, EPMA analizi ile oluşan tabakaların elementel analizi, sertlik ölçümleri ve aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemeler sonucu Inconel 718 süperalaşımının borlanması sonucu üç farklı tabakanın meydana geldiği görülmüştür. Bunlardan yüzeye en yakın olanı Ni2Si fazından meydana gelen silisid tabakasıdır. İkinci olarak ise Ni4B3, Fe2B ve FeB fazlarından meydana gelen borür tabakasıdır. Son olarak ise difüzyon tabakası mevcuttur. Artan sıcaklık ve süre ile tabakaların kalınlıkları artmaktadır. AMS 5662 ısıl işlemine tabi tutulmuş numunelerde tabaka kalınlıkları daha fazladır. En yüksek tabaka kalınlığı değeri AMS 5662 Inconel 718 malzemesinin 1000°C'de 12 saat borlanması ile elde edilmiştir. En düşük tabaka kalınlığı ise AMS 5663 Inconel 718' in 800°C'de 2 saat borlanması sonucu elde edilmiştir. Borür tabakasının sertliğinin 1900 HV civarında olduğu saptanmıştır. Yapılan aşınma testleri sonucu yüzeyin sürtünme katsayısının % 50 oranında azaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca malzemenin aşınma direncinde artma saptanmıştır.
  • Öge
    Tin Kaplanmış Titanyum Yüzeylerinin Anodik Oksidasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016 -12-28) Şenyurt, Hatice Gizem ; Ürgen, Mustafa ; 10128814 ; Malzeme Mühendisliği ; Materials Engineering
    Titanium dioksit; toksik olmayan, kimyasal olarak kararlı ve oldukça verimli fotokatalitik bir yarı iletken malzemedir. Bu özelliklerinden dolayı organik kirleticilerin parçalanması, havanın temizlenmesi gibi birçok uygulama alanına sahiptir. Ancak yüksek bant aralığı (3,2 eV) nedeniyle yalnızca UV ışık altında uyarılabilmektedir. Bu malzemelerin güneş ışığı altında fotokatalitik aktivitesini arttırabilmek için uygun katkılarla bant aralığı karakterinin değiştirilmesi üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Daha önceki çalışmalar azotun en uygun katkı elementi olduğunu göstermektedir. Güneş ışığı dönüşüm verimlerini etkileyen bir diğer faktör de yüzey alanıdır. Titanyum metalinin uygun ortamda anodik oksidasyonu ile TiO2’den oluşan nanotüpler şeklinde gözenekli yapılar elde edilebilmektedir. Bu yöntemle üretilen düzgün dizilimli nanotüp yapılar, yüksek yüzey alanı sunmaktadır. Bu çalışmada anodizasyon parametrelerinin optimizasyonu ile titanyum ve titanyum nitrür plakalar üzerinde düzenli nanotüp yapılar elde edilmesi ve bu gözenekli nano yapıların optik özelliklerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde optimum özellikte nanotüplü yapıların elde edilmesi için gerekli olan parametrelerin belirlenmesine yönelik çalışmalar yürütülmüştür. Bu doğrultuda titanyum metali; florür kaynağı olarak NH4F kullanılan etilen glikol elektrolit içerisinde farklı sıcaklık, su içeriği ve anodizasyon potansiyelinde anodize edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle titanyum metali üzerinde biriktirilen TiN filmler, optimize edilmiş koşullarda anodize edilmiştir. Amorf yapıda olan TiO2 ve Ti-O-N filmler, fotokatalitik aktivitesi yüksek olan anataz fazının elde edilebilmesi için 450 °C’de 3 saat süreyle ısıl işleme tabi tutulmuştur. Hazırlanan numuneler SEM, XPS, Raman spektroskopisi yöntemleriyle analiz edilmiştir. Filmlerin fotokatalitik aktivitelerinin belirlenmesi için fotoelektrokimyasal ölçümler kullanılmıştır. Fotoelektrokimyasal ölçümler, 0,5 M K2SO4 elektroliti içinde yarıiletkenin fotoanot olarak davrandırıldığı, katot olarak paslanmaz çelik ve referans elektrot olarak Ag/AgCl (doymuş KCl) kullanıldığı sistem içinde gerçekleştirilmiştir. Ayrıca ışığın sisteme ulaştığı alanda UV bölgedeki ışınları absorplayabilmesi için kuvars cam kullanılmıştır. Fotoakım değerleri 500-320 nm aralığındaki dalga boylarında ve sabit potansiyel altında (400 mV) kaydedilmiştir. SEM analizi sonuçları ile düzenli ve üstü açık nanotüp yapıların elde edilebilmesi için optimum parametreler; hacimce %1 H2O, ağırlıkça %0,6 NH4F içeren etilen glikol elektrolit, 50V anodizasyon potansiyeli, 30 °C sıcaklık olarak belirlenmiştir. Bu parametrelerle gerçekleştirilen TiN anodizasyonu sonucu SEM analizleri, benzer morfolojide Ti-O-N nanotüp filmlerinin elde edilebileceğini göstermiştir. Isıl işlem sonrası gerçekleştirilen Raman analizleri, her iki filminde anataz fazında olduğunu göstermiştir. Fotoelektrokimyasal ölçümler, ısıl işlemle filmlerin fotoakımlarının arttığını göstermiştir. TiO2 ve Ti-O-N filmlerin (Iph hν)1/2- hν eğrileri ile hesaplanan bant aralıkları 3,05 eV değerindedir. Bu sonuç ile TiO2 ve Ti-O-N filmlerin absorpsiyon kenarlarının görünür bölgeye (406 nm) kaydığı görülmüştür. XPS sonuçları TiO2 ve Ti-O-N filmlerin yapısınnda azot bulunduğunu göstermiştir. Anodize edilmiş titanyum ve titanyum nitrür filmlerin yapılarının ve fotoaktivitlerinin benzer olması titanyum nitrürün anodik oksidasyonunda yapıda yüksek azot içeriğinin muhafaza edilemediğini göstermiştir.