Mechanical properties and frictional behaviour of nanoporous anodic aluminium oxide
Nanoporoz anodik alüminyum oksitin mekanik özellikleri ve sürtünme davranışı
- Tez No: 310580
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Anodik aluminyum oksit (AAO) özel yapısına bağlı olarak çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. Aluminyum üzerinde düzenli nano boyutta tüplü yapıdan oluşan bir oksit tabakası, basit ve ucuz bir yöntem olan anodizasyon ile kolayca oluşturulabilir. AAO nanoteknoloji uygulamalarında, yüzey koruması amacıyla ve de dekoratif uygulamalarda kullanılabilmektedir. Poroz yapısı katı yada sıvı yağlayıcılar ile doldurulabileceğinden, kendinden yağlamalı sistemlerde kullanımına olanak sağlar.Bu çalışmada AAO'nun mekanik özellikleri nano sertlik ölçüm tekniği ile incelenmiştir. Mekanik karakterizasyonu takiben potansiyel kullanım alanlarındaki aşınma davranışının incelenmesi amacıyla ?ball-on-flat? test yöntemi kullanılarak tribolojik karakterizasyonu yapılmıştır.Anodizasyon öncesi yüzey iki farklı metod kullanılarak elektro-parlatma işlemine tabi tutulmuştur. Bu iki yöntemden biri endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Parlatma işlemi sonrasında, düzenli dağılımına sahip poroz yapı eldesi için iki-basamaklı anodizasyon gerçekleştirilmiştir. Farklı delik çapı, porozite yüzdesi ve kimyasal bileşime sahip AAO üretmek amacıyla anodizasyon sırasında sulfürik ve oksalik asit kullanılmıştır. Arzulanan özelliklere sahip numuneler üretildikten sonra, Berkovich elmas uç kullanılarak mekanik özellikler incelenmiştir. Sertlik izleri taramalı elektron mikroskobu kullanılarak gözlenmiş ve büyük boyutta çatlaklara rastlanmamıştır. Mekanik özellikler porozite yüzdesi ve kimyasal kompozisyona göre farklılık göstermiştir.Tribolojik karakterizasyon ile AAO'nun aşınma davranışı incelenmiştir. Poroz yapı üzerine iki yönlü yük uygulanmasına karşın, herhangi bir çatlak oluşumu ya da tüplü yapının parçalandığı gözlemlenmemiştir. Test başlangıcında tüpler çok ince tanelerden oluşan debris ile önce dolmuş, sonra birbirine yapışan debris ile kaplanmış ve oldukça yapışkan ?thirdbody? oluşmuştur. Tüplü ve poroz yapı aşınma testi sonunda, debrisin altında muhafaza edilmiştir. Sürtünme katsayısı oldukça yüksektir ve porozite yüzdesine bağlı olarak değişiklik göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Anodic aluminium oxide (AAO) has various fields of use due to its unique structure. A surface consisting of well-ordered nanopores can easily be produced by anodizing which is indeed a simple and cost-effective method. AAO can be used for nanotechnology applications, protective purposes and architectural applications. Porous structure creates a possibility to use AAO in self-lubricating systems as the pores can be filled with solid or liquid lubricants.In this study we investigated the mechanical properties of AAO using nanoindentation technique. Mechanical characterization was followed by tribological characterization by ball-on-flat test system to reveal the wear mechanism of AAO in possible application areas under dry conditions.Prior to anodization, samples were electropolished by two different methods one of which is available for industrial use. Two-step anodization was performed for obtaining a homogeneous distribution of pores. Sulphuric acid and oxalic acid were used as electrolyte to produce AAO with different characteristics in terms of pore size, porosity percentage and chemical composition. After producing the samples with desired properties, nanoindentation tests were carried out using a Berkovich tip. Mechanical properties were investigated and imprints were also observed with SEM. No major cracks were seen. Mechanical properties showed differences in relation to porosity and chemical composition.Tribological characterization revealed the wear behavior of AAO. Porous structure was expected to respond by propagation of cracks or shuttering of tubes. But the results were otherwise without any severe damage. In the beginning of fretting tests, pores were filled with debris followed by formation of a highly adherent thirdbody consisting of fine wear particles from both the counterbody and the samples. The tubular structure was retained underneath the debris layer. Coefficient of friction was high regardless of chemical composition. It varied with porosity percentage due to change in contact pressure.
Benzer Tezler
- Elektrospinning tekniği ve UV ışımasının eşzamanlı olarak uygulanması ile nanofiber membranların uygulanması hazırlanması ve kıymetli metallerin adsorpsiyonunda
Preparation of nanofiber membranes by the implementation of electrospinning technique and UV radiation simultaneously and application on adsorption of precious metals
BİHTER ZEYTUNCU
Doktora
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Synthesis and characterization of boron-acrylate/SBA-15 polymer composites
Bor-akrilat/SBA-15 polimer kompozitlerinin sentez ve karakterizasyonu
NARGIZ ALIYEVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Çift katlı ipliklerin mekanik özelliklerinin tek katlı ipliklerle karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
AYŞE KARAKOR OKUR
Doktora
Türkçe
1990
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Sürtünme katsayısı yöntemi ile tekstil yüzeylerinin analizi
The Textile materials analysis with frictional coefficient methods
ŞANSAL ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL YILMAZ
- Östemperlenmiş gri dökme demirin yüksek sıcaklık aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of wear behaviour of austempered gray cast iron at elevated temperature
ALİ ULAŞ MALCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN