Geri Dön

Yüksek enerjili bilyeli öğütme ile nano kobalt borür sentezi ve düşük karbonlu çelik yüzeylerinin kaplanarak mekanik özelliklerinin geliştirilmesi

The synthesis of nano cobalt boride with high energy ball milling and the development of mechanical properties of low carbon steel surfaces with coating

  1. Tez No: 387331
  2. Yazar: MUSTAFA BARIŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ADNAN AKKURT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Teknik Eğitim, Metallurgical Engineering, Technical Education
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 212

Özet

Bu çalışmada, geçiş metal borürlerinden Co2B, uydu tip yüksek enerjili bilyeli öğütücüde mekanokimyasal yöntemle 250, 300, 350 rpm dönme hızlarında ve 20:1, 30:1, 40:1 bilye toz oranlarında nano boyutta üretilmiş ve optimum üretim parametreleri belirlenmiştir. Ar atmosferi altında gerçekleştirilen üretim deneylerinde başlangıç malzemesi olarak Co, B2O3 ve Mg kullanılmıştır. Reaksiyon sonrası açığa çıkan Co2B/MgO toz karışımları asetik asit ile liç edilerek MgO'nun çözeltiye geçmesi sağlanmış ve Co2B nano partikülleri katı formda elde edilmiştir. Elde edilen Co2B'ler, XRD, SEM, VSM, BET ve spesifik yoğunluk analizleri ile karakterize edilmiş, üretim parametrelerinin ürün özellikleri üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Üretim ve karakterizasyonu tamamlanan Co2B nanopartikülleri kullanılarak, farklı güçlerde CO2 lazeri ile S235JRC düşük karbonlu çelik malzeme yüzeyine ön kaplamalı yöntemle lazer kaplama yapılmış ve kaplama tabakalarının aşınma davranışları incelenmiştir. Ayrıca, modern kesme yöntemleri olarak bilinen lazer ışını, tel erozyon, aşındırıcı su jeti ve aşındırıcı disk ile kesme işlemlerinin kaplama tabakaları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma kapsamında üretilen Co2B tozlarının nano boyutta, ferromanyetik özellikte ve yüksek yüzey alanına sahip olduğu belirlenmiştir. Lazer kaplama ile ana malzemenin yüzeyinde FeN0,0760, Fe15,1C, FeCo ve B2C5N2 fazlarından oluşan kaplama tabakaları elde edilmiştir. Kaplama tabakalarının lazer gücüne bağlı olarak ortalama 35, 51 ve 71 µm kalınlıklarda ve ana malzemeye göre 2,83, 3,30 ve 3,43 kat daha sert olduğu tespit edilmiştir. Aşınma testleri, kaplama tabakalarının aşınma direncinin ana malzemeye oranla daha iyi olduğunu göstermiş ve aşınmaya karşı en dayanıklı kaplamalar 174 W ve 220 W lazer güçlerinde elde edilmiştir. Yapılan işlenebilirlik testlerinde kaplama yüzeyi değerlendirildiğinde en uygun kesme yönteminin aşındırıcı disk ile kesme olduğu belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, one of the transition metal borides compound-Co2B was mechanochemically synthesized in nano scale via planetary ball mill by 250, 300 and 350 rpm rotation rate. Furthermore 20:1, 30:1 and 40:1 ball to powder rates and optimum operating parameters were determined. Co, B2O3 and Mg initial powders were utilized in synthesize experiments as an initial material under argon atmosphere. The released Co2B/MgO powder mixtures from the experiments were leached with acetic acid to dissolution MgO. As a result of that pure Co2B nano particles were obtained in solid form. Synthesized Co2B nanoparticles were characterized by XRD, SEM, VSM, BET and specific density analysis. In addition the effect of synthesis parameters on products were introduced. The surface of S235JRC low carbon steel were coated with synthesized Co2B by different laser power using CO2 laser and the wear properties of coated layers were investigated. The laser cladded samples were cut with laser, wire erosion, abrasive water jet and abrasive disc methods and effect of the these operations on the coatings were investigated. It was determined that the synthesized Co2B nano particles have ferromagnetic characteristics and high surface area. FeN0,0760, Fe15,1C, FeCo and B2C5N2 phases were found on the surface of low carbon steel after laser cladding experiments. According to laser power, the composite coating layers average thickness were 35, 51 and 71 µm and hardness of the coatings were 2,83, 3,30 ve 3,43 times harder than the substrate. Compared with the substrate, wear tests showed that the wear resistance of the composite coatings were improved significantly and laser coatings experiments with 174 and 220 W laser power exhibited best results. It was observed that the most suitable cutting method for coated materials is the abrasive disc cutting in the cutting tests.

Benzer Tezler

  1. Synthesis and characterization of hafnium boride-based ceramic powders

    Hafniyum borür-esaslı seramik tozlarının sentezlenmesi ve karakterizasyonu

    NAZLI AKÇAMLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL DUMAN

  2. Rare-Earth 3d Transition Metal Nanoparticles and Nanoflakes by Surfactant-Assisted High-Energy Ball Milling

    Sürfaktan Destekli Yüksek Enerjili Bilyalı Öğütme ile Nadir Toprak 3d Geçiş Metal Nanopartikülleri ve Nanopullar

    NİLAY GÜNDÜZ AKDOĞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of Delaware

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GEORGE HADJIPANAYIS

  3. Modelling, simulation, synthesis and structural characterization of Ni-Fe based nanoalloys

    Ni-Fe bazlı nano-alaşımların, modellenmesi simülasyonu, sentezlenmesi ve yapısal özelliklerinin belirlenmesi

    ECE ARSLAN IRMAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AMDULLA MEHRABOV

    PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ

  4. Farklı yöntemlerle üretilen AB5 tipi hidrojen depolayan alaşımların karakterizasyonu

    The characterisation of AB5 type hydrogen storage alloys produced by different methods

    FİKRET YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziosmanpaşa Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN UZUN

  5. Mekanik alasımlama yöntemi ile nano-parçacık takviyeli zn-al esaslı nano-kompozit malzemelerin üretilmesi, içyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Production of nano-particle reinforced zn-al based nano-composite materials by mechanical alloying and invenstigation of their mechanical and microstructural properti̇es

    RAMAZAN DALMIŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. HAMDULLAH ÇUVALCI