Geri Dön

Ark oluşturma yöntemiyle alüminyum nano partiküllerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu

Synthesis and characterization of aluminum nanoparticles by electric arc discharge

  1. Tez No: 295924
  2. Yazar: BAŞAR YANIK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DENİZ UZUNSOY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

Metalik tozların 1 µm' den daha küçük olanları genel olarak iletişim, uzay araştırmaları, otomotiv, elektrik-elektronik, biyoloji, genetik mühendisliği ve savunma endüstrisinde kullanılmaktadır. Tozların partikül boyutu küçüldükçe, elde edilen malzemelerinin dayanımı, sertliği ve aktif yüzey alanı artmaktadır. Bu yüzden, yüksek teknoloji malzemeleri içerisinde en çok ilgi gören grup nano boyuttaki metalik tozlardır. Son yıllarda, mikron altı tozları üretmek için tellerin patlaması, plazma ve sıvı kimyasallar yöntemleri gibi birçok yeni teknoloji geliştirilmiştir. Buna rağmen bu prosesler karışık ve maliyet dezavantajları nedeniyle yüksek oranda nanopartikül üretiminde kullanılmamaktadır.Şu anda; alüminyum tozlar metalurji, kimya, boya ve pigment endüstrisinde kullanılmaktadır. Ancak ultra ince alüminyum tozların; uzay bilimi, patlayıcılar, termal spreyler, toz metalurjisi gibi uzman kullanım alanları vardır. Toz metalurjisi ile üretilen ürünlerde (hafif yapılı parçalar, içten yanmalı motorlar) alüminyum alaşımlarının kullanımında bir artış vardır. Otomotiv endüstrisinde araçların ağırlıklarını azaltmak için kullanılmaktadır. Toz metalurjisi ile elde edilen Al esaslı parçaların mekanik performansını arttırmak için nanoyapıya sahip olması gerekmektedir. Ancak; bu nanoyapıyı, geleneksel gaz atomizasyonu yöntemiyle elde etmek (ortalama boyutu 1µm) zordur. Son zamanlarda, nano alüminyum tozların üretimi ile ilgili geliştirilmekte olan birçok proses bulunmaktadır.Bu çalışmada, metal üzerinde plazma fazı üreten elektrik ark methodu geliştirilmiştir. Bu ark prosesi, ortalama sabit bir akım ve elektrotlar arasındaki mesafeyi otomatik ayarlayan bir kontrol sistemi ile gerçekleşmektedir. Partiküller ark plazması sonucu yer çekimi kuvveti ile soğutma sıvısı içerisinde toplanmaktadır. Elektrik ark deşarjı tekniğiyle farklı ortam (saf su, etilenglikol) ve akımlarda (40-100 A) ortalama partikül boyut aralığı 51-155 nm olan alüminyum nano tozlar sentezlenmiştir. Sentezlenen partiküller, malzeme özellikleri ve üretim parametreleri arasındaki ilişkiyi anlamak için TEM, SEM, XRD, TG/DTA ve Zeta-sizer' da karakterize edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Metallic powders with sizes smaller than 1 µm have been used commonly in communication, aerospace, automotive, electric?electronic, biology, genetical engineering and defence industry. The materials which obtained from smaller particle size, has perfect active surface area, strength and hardness properties. Therefore; nano sized metallic powders are the most popular group of materials among high technology materials. Over the last years, a variety of new technologies have been developed to produce sub-micron powders such as wire explosion, plasma and wet chemicals. However, each of these processes have complexity and cost disadvantages, they were not used for large scale production of nanoparticles.Currently, aluminium powders are used in the metallurgical, chemical and paint & pigment industries . However, ultrafine aluminium (e.g. average size < 40 µm) powders have specialist uses in rocketry, explosives, thermal spray, powder metallurgy. etc. There is an increasing usage of powder metallurgy (PM) products based on aluminium alloys in lightweight structural parts and internal combustion engine components. They are driven by the need of automotive industries to reduce the weight of the vehicles. In order to increase the mechanical performance of Aluminium based PM parts, it is necessary to achieve a nanostructured microstructure. However, this is difficult to achieve using conventional gas atomization method (e.g. average sizes above 1µm). Recently, there have been several emerging processes that can produce nanosized aluminium powders.In this work, a process which generates a plasma phase on metal was developed by electric arc method. The arc process was carried out at constant current and electrod gap which was adjusted by automatic control system. Particles formed after arc-plasma was stored in cooling liquid with the effect of gravitational force. Using electric arc discharge technique, aluminum nano powders whose average particle size ranges from 51 nm to 155 nm were synthesized using different processing parameters such as currents and diverse media (distilled water, ethylene glycol). The synthesized particles were characterized by several techniques like TEM, SEM, XRD, TG/DTA and Nano ZS in order to develop deep understanding for correlation between material properties and fabrication parameters.

Benzer Tezler

  1. Development of antibacterial coatings on titanium based biomaterials

    Titanyum esaslı biyomalzemeler üzerinde antibakteriyel kaplamalar geliştirilmesi

    DİLEK TEKER AYDOĞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

  2. Alüminyum plaka yüzeyinin mikro ark oksidasyon yöntemiyle nano boyutlu ZrO2 tanecik hapsedilmiş Al2O3 kaplanması ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi

    Coating of the nano-dimensional ZrO2 embedded Al2O3 layer with micro arc oxidation method on the aluminium plate and investigation of the dielectric properties of these layer

    ONUR ÇETİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI

  3. Effect of galvanic coupling with TiN, TiAlN, and CrN coatings, and titanium to the corrosion of steels

    TiN, TiAlN, ve CrN kaplamalar ve titanyum ile galvanik çift oluşumunun çeliklerin korozyonu üzerine etkisi

    BURÇAK AVCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN

  4. Sıcak daldırma yöntemi ile alüminyum kaplanan düşük karbonlu çeliğe uygulanan mikro ark oksidasyon işleminin karakterizasyonu

    Characterization of micro-arc oxidized unalloyed low-carbon steel after hot-dip aluminizing process

    MUSTAFA AÇIKSÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN

  5. AISI 430/AISI 1040 çelik çiftinin anahtar deliği plazma kaynak yöntemi ile birleştirilmesi, mikroyapı ve mekanik özelliklerin araştırılması

    Investigation of microstructure and mechanical properties of AISI 430/AISI 1040 steel couple welded by keyhole plasma welding tecnique

    TANJU TEKER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Teknik EğitimFırat Üniversitesi

    Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİYAZİ ÖZDEMİR