FBE- Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 497
-
ÖgeYaşlanabilir alüminyum alaşımlarının aşınma davranışları /(İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998)Bu çalışmada; Al-Si-Cu döküm ve Al-Mg-Si dövme alaşımlarına uygulanan ısıl ve/veya soğuk işlemlerin, alaşımların aşınma davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir, Al-Mg-Si alaşımı %16 soğuk işlem uygulanarak sertleştirilmiştir. Al- Si-Cu ve Al-Mg-Si alaşımlarına uygulanan ısıl işlem, 525°C de 7 saat süreyle solüsyona alma, akabinde su verme ve 175°C de 16 saat süreyle yaşlandırma aşamalarını kapsamaktadır. Buna ilave olarak Al- Mg-Si alaşımına solüsyona alma işleminden sonra %16 düzeyinde soğuk işlem uygulanıp yaşlandırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda yaşlandırma işlemi ile iletkenlik değerlerinin arttığı gözlenmiştir. En yüksek iletkenlik değeri solüsyona alma+soğuk işlem +yaşlandırma uygulanmış Al-Mg-Si alaşımında elde edilmiştir. Aynı şekilde yaşlandırma işlemi İle birlikte sertlik ve mukavemet değerleri de artmıştır. Metal-Abrasiv deneyleri sonucu, soğuk işlemin aşınma direnci üzerinde etkisi olmadığı görülmüştür ve en iyi aşınma direncinin solüsyona alma+soğuk işlem+yaşlandırma uygulanmış Al-Mg-Si alaşımında elde edilmiştir. Bu işlem aşınma direncini %30 düzeyinde arttırmıştır. Metal-Metal aşınma deneyleri sonucu ise, solüsyona alma+soğuk işlem+yaşlandırma uygulanmış Al-Mg-Si alaşımının aşınma direncini %40 düzeyinde arttırdığı saptanmıştır
-
ÖgeS-allümina (Saffil) takviyeli ZA 12 esaslı kompozit malzemelerin infiltrasyon yöntemi ile üretim ve özelliklerinin incelenmesi(İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 1993)Bu çal açmada, çinko-al ümı nyum esalı ZA12 al açımı nı n mekanik özelliklerinin geliştirilmesi ve mukavemet/ağırlık. oranının yükseltilmesi amacıyla, bu alaşımın, değişik nacım oranlarındaki "SAFFÎL" ticari ismi ile bilmen, S^Al zOs yapısına sahip fiberler ile takviyesi amaçlanmıştır. Bu nedenle, ilk önce özgün bir tasarımla i nf i 1 tras yon cihazı geliştirilmiş, daha sonra malzemelerin üretimine geçilmiştir. Malzemelerin üretiminde 5-Aİ203 yapısına sahip fiberlerin düzl emsel olarak gelişigüzel dağılmış hal de bul unduğu 1 OOxl O mm boyut 1 ar ı ndak i ön bi çi m ver ı i - mı ş disk şeklindeki p>reformlar kullanılmıştır. Vakum altındaki sistem içinde bulunan % 10, 15, 20 ve 3ö fiber hacim oranlarına sahip pref or mi ara, O. 1, O. 2, O. 5, 1, 2 ve 3 MPa basınçları ile sıvı ZA12 infiltre edilmiş ve kompozit malzemeler üretilmiştir, üretilen malzemeler üzerinde, yoğunluk tayini yapılmış ve buna bağlı olarak basmç-inf il trasyon ilişkileri belirlenmiş ve daha sonra sertlik, çekme, ve aşınma gibi mekanik incelemeler ile metalografik çalışmalar yapılmıştır. Genel olarak, artan saffil hacırn oranı ile üretilen kompozitlerin yoğunluklarının doğrusal olarak azaldığı bulunmuştur. Ayrıca, basınç miktarının artması ile preformlarm dolma oranının arttığı fakat, basınç sabit tutulduğunda artan saffil hacim oranı ile dolma oranın azaldığı' görülmüştür. Buna bağlı olarak, pref or mi ar i çın kritik i nf il trasyon basıncı tespit edilmiştir. Mekanik deneylerde kullanılan numuneler,, minimum porozite içeren, 3 MPa basınç kullanarak elde edilen kompozi ti erden alın mıştır. Kompozitlerin Brinel sertlik değerlerinin fiber lere dik ve paralel kesitlerde yaklaşık aynı olduğu ve artan saffil hacirn oranının artması ile doğrusal arttığı bulunmuştur. Kompozitlerin çekme mukavemeti ve 'a uzama ları ise artan fiber hacim oranı ile azalmıştır. ZAİ 2 alaşımı ve fiberlere dik yönde kesitlerden alınan numune ler üzerinde, 10N ve 30N yükler kullanarak yapılan sür tünme aşınma deneyleri sonucu ise, saf ZAİ 2 alaşımının aşınma miktarının %10 saffil takviyesi ile önemli ölçüde azaldığı, ancak bu hacim oranının üzerindeki takviyelerin aşınma miktarının daha fazla azaltılmasında çok fazla etkili olmadığı görülmüştür. Buna karşılık, genel olarak kompozit malzemelerin artan yük ile aşınma miktarının arttığı bulunmuş, fakat bu aşınma oranlarındaki artışın, saf ZAİ 2 ve %10 fiber hacimli kompozit malzemeler için birbirine yaklaşık olarak eşit olduğu, daha fazla hacı- oranlarında fiber içeren diğer kompozi ti erde ise daha ir ol d uğu bul unmu^ t ur.
-
ÖgeAl2O3 ve Al2O3-ZrO2 kaplı seramik plakaların balistik dayanımının incelenmesi(İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010)Bu çalışmada, askeri araçların pasif korumasında kullanılan zırhların yapısal bütünlüğünün korunması ve zırh yapısında kullanılan seramik plakaların çoklu atışa dayanımının arttırılması için yüksek ağırlık artışı olmaksızın bir yapı oluşturulması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda zırh nitelikli Al2O3 seramik plakaların arka plakaya yapışacak yüzeyleri atmosferik plazma sprey kaplama yöntemi ile Al2O3-YSZ toz malzemeleri kullanılarak kaplanmıştır. Toz karışım oranları belirlenirken, oluşturulan kaplamanın yüksek kırılma tokluğuna sahip olmasını sağlayacak dönüşüm toklaşması mekanizmasının gerçekleşmesi göz önünde bulundurulmuş, bu yüzden ağırlıkça %15 ve %10 YSZ içeren iki karışım yapılmıştır. Hazırlanan karışımlarla elde edilen kaplamaların Vickers indentasyon yöntemi ile sertliği ve elde edilen izler üzerinde yapılan hesaplamalarla kırılma tokluğu ölçümleri yapılmış, ağırlıkça %5'lik YSZ artışının kaplama sertliğinde %6,3'lük bir azalmaya neden olduğu, kırılma tokluğunda ise %4,7'lik bir artış sağladığı hesaplanmıştır. Alüminyum plakalar ile yapılan penetrasyon derinliği testlerinde %15 YSZ içeren numune, kaplama yapılmamış seramik içeren bir pakete göre %50 daha iyi sonuç vermiştir. Çoklu atışa dayanım testinde ise atış yapılan seramikte meydana gelen bölgesel hasar ve komşu seramiklere iletilmeyen çatlaklar da, yapılan çalışmanın başarılı olduğunu göstermiştir.
-
ÖgeDeğişen oranlarda potasyum mikası ve kordierit içeren işlenebilir cam seramiklerin üretim ve karakterizasyonu(İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006)İşlenebilir cam seramikler, diğer tüm cam seramik malzemelerde olduğu gibi, ergitme ve döküm sonrasında elde edilen cama kontrollü çekirdeklenme ve kristalizasyon ısıl işlemleri uygulanması sonucunda elde edilen malzemelerdir. Deneysel çalışmanın ilk aşamasında, farklı oranlarda potasyum mikası ve kordierit içerecek cam bileşimleri hazırlanıp, karıştırıldıktan sonra uygun sıcaklıklarda dökülmüşlerdir. Cam bileşimlerine stabilizör olarak %4 CeO2 ve ergitici ajan olarak %2 CaO ilave edilmiştir. Deneysel çalışmanın ikinci aşamasında mikroyapı karakterizasyonu, mikrosertlik ve işlenebilirlik testleri için silindir ve disk şeklinde numuneler dökülmüştür. Elde edilen numunelere belirlenen sıcaklıklarda ısıl işlemler uygulanarak taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı karakterizasyonu, mikrosertlik testleri ile sertlikleri ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda disk numunelere matkapla delerek işlenebilirlik testleri uygulanmıştır. İşlenebilirlik testinden sonra üretilen disk numunelerin kimyasal dayanımları ve elektriksel dirençleri belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, CeO2 ilavesinin kordierit oluşumunu desteklediği ve ergitici ajan olan CaO'nun camların ergime sıcaklıklarını düşürdüğü belirlenmiştir. Kullanılan kompozisyonlarda yapı içerisinde işlenebilirliği sağlayan kıvrımlı mika ve kordierit fazlarının bulunduğu gözlemlenmiştir. Yapılan işlenebilirlik testlerine göre üretilen cam seramik malzemeler mükemmel işlebilirlik özelliğine sahiptirler. Bileşimlerin kimyasal karalılıkları oldukça yüksek bulunmuş ve CaO ilavesinin kimyasal kararlılığı düşürdüğü gözlenmiştir. Cam-seramik numunelerin yüksek elektriksel dirençleri bu malzemelerin izolatör olarak kullanılabileceğini ifade etmektedir.
-
ÖgeLityumca zengin nikel kobalt mangan oksit (NCM) katot üretimi ve Al2O3 yüzey modifikasyonu ile elektrokimyasal özelliklerinin geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-10-02)Günümüzde teknolojinin gelişmesi sebebiyle yüksek enerji yoğunluklu yeniden şarj edilebilir bataryalara ihtiyaç vardır. Bu ihtiyaca karşılık verebilen bataryalar ise lityum iyon bataryalardır. Lityum iyon bataryalar ikincil bataryalar grubundandır bir başka deyişle yeniden şarj edilebilirler. İkincil bataryaların gravimetrik ve volumetrik enerji yoğunlukları karşılaştırıldığında, hem volumetrik hem de gravimetrik enerji yoğunluğu en yüksek olan bataryaların lityum iyon bataryalar olduğu bilinmektedir. Bunun yanında lityum iyon bataryalar diğer ikincil bataryalardan farklı olarak hafıza etkisi göstermezler. Yani tam boşalmadan tekrar şarj edildiklerinde belirgin bir kapasite kaybı olmaz. Kullanılmadıklarında ise kapasite kaybı çok az ve yavaştır. Aynı zamanda da bakım gerektirmezler ve doğaya zarar vermezler. Öte yandan, lityum iyon bataryalar aşırı şarj (overcharge) durumunda kapasite kaybetmektedir ve yüksek sıcaklıklarda bozunmaya uğramaktadır. Lityum iyon bataryalar günümüzde neredeyse bütün dünyanın kullandığı akıllı cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, elektronik tabletler gibi tüketici elektroniklerinde, elektrikli araçlarda, telekomünikasyon cihazlarında, medikal, askeri uygulamalarda ve güneş panellerinden ve rüzgar türbinlerinden elde edilen enerjilerin yani yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin depolanmasında kullanılmaktadır. Lityum iyon bataryaların ana bileşenleri anot, katot, separatör ve elektrolittir. Anot negatif elektrot, katot pozitif elektrot, separatör elektrotlar arası levha olarak ve elektrolit ise iyon transferini sağlamak için elektrotların arasında kullanılır. Lityum iyon bataryaların çalışma prensibi genel olarak hücre içerisinde lityum iyonlarının hareketine dayanır. Lityum iyonları şarj esnasında katottan anota hareket ederken, deşarj esnasında anottan katota hareket eder. Elektronlar ise lityum iyonlarının hücre içerisinde gittiği yöne doğru dış devreden gider ve elektron yönünün tersine akım oluşturur. En bilinen anot malzemeleri karbon, kalay ve silisyum esaslı iken, katot malzemeleri katmanlı LiCoO2, spinel LiMn2O4, olivin LiFePO4, katmanlı LiNi0,8Co0,15Al0,05O2(NCA) ve katmanlı LiNiCoMnO2 (NCM)'dir. Bu katot malzemeleri arasında ise günümüzde yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmaları sebebiyle NCA ve NCM katot malzemeleri öne çıkmaktadır. Bu özelliklerinden dolayı NCA ve NCM katot malzemelerinin elektrikli araçlarda kullanılması üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. NCM katot malzemelerinin Li2MnO3 fazı ile birlikte oluşturduğu katmanlı lityumca zengin NCM katot malzemesi de yüksek ilk deşarj kapasitesi(220-300 mAh/g), yüksek voltajlarda(2V-4,8V) çalışabilmesi ve NCA-NCM katot malzemelerinden de yüksek enerji yoğunluğuna sahip olması sebebiyle son zamanlarda popüler olan katot malzemelerinden biridir. Lityumca zengin NCM katot malzemesinin olumlu özelliklerinin yanı sıra artan çevrim sayısıyla hızlı kapasite düşüşleri yaşaması gibi önemli bir sorunu vardır. Bu sorunun sebepleri, katmanlı yapının spinel yapıya dönüşmesi, ilk şarj esnasında yüksek voltajda gerçekleşen reaksiyonlar sonucunda oluşan Li2O'nun katot yapısından geri dönüşümsüz olarak elektrolite geçerek hem Li kaybına hem de elektrolitin oksitlenmesine neden olması, elektrolitte gerçekleşen reaksiyonlar sonucu HF asidinin katota hücum ederek geçiş metallerini katottan uzaklaştırması olarak sıralanmaktadır. Bu sebeplerin ortaya çıkmasını engellemek ve kapasite kayıplarını azaltmak amacıyla metal oksit yüzey modifikasyonları yapılmaktadır. Daha önce uygulanan yüzey modifikasyonları arasında umut vaat eden yüzey modifikasyonu malzemelerinden biri ise Al2O3'tür. Yapılan araştırmalarda Al2O3 yüzey modifikasyonlarının diğer metal oksit yüzey modifikasyonlarına göre hem yüksek kapasite korunumu ve hem de yüksek ilk şarj-deşarj kapasiteleri alınmasını sağladığı anlaşılmıştır. Bu çalışma kapsamında, öncelikle lityum iyon bataryaların elektrokimyasal özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla lityumca zengin NCM (Li1,2Ni0,2Co0,08Mn0,52O2) katot malzemesinin sol-jel yöntemi ile üretilmiştir. Daha sonra lityumca zengin NCM tozuna sol-jel yöntemiyle ağırlıkça %0,5 Al2O3 yüzey modifikasyonu uygulanarak morfolojik, yapısal ve elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir.