Characterization of copper coated graphite brushes
Bakır kaplı grafit fırçalarının karakterizasyonu
- Tez No: 496393
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET FERHAT YARDIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu çalışmada, grafit parçaları, grafit/matris arayüzeyini geliştirmek adına bakırla kaplanmıştır. Bakır-grafit fırçaları, toz metalurjisi yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Fırça üretimi için hazırlanan karışımlarda bakır kaplı ve kaplı olmayan grafit tozu olmak üzere iki tür grafit tozu, ana bileşen olarak kullanılmıştır. Bakır kaplı grafit tozları, %30 ve %60 bakır kaplı olmak üzere iki farklı oranda hazırlanmıştır. Fırça üretiminden önce, grafit tozları ayrı ayrı reçine ile karıştırıldı, kurutuldu ve partikül boyutlarına göre elekten geçirildi. İstenilen partikül boyutunda olan grafit tozaları, fırça üretiminde kullanılırken, uygun partikül boyutunda olmayan reçine bağlı grafit tozları tekrar kırıcıya gönderilerek eleklerden geçirildi. Ön işlemin son aşamasında ise reçine bağlı grafit tozlarının içerisindeki reçine miktarını tayin etmek için Soxhlet cihazı kullanıldı. Reçine bağlı grafit tozları hazırlandıktan sonra karbon fırça üretimi için üç farklı karışım hazırlandı. Hazırlanan karışımlar, A, B ve C olarak kodlanmıştır. Karışımlarda kullanılan hammaddelerden sadece grafit tozu türü farklılık gösterirken, diğer bileşenlerin türü ve miktarı aynı kalmıştır. A karışımı için %30 bakır kaplı grafit tozu, B karışımı için bakır kaplı olmayan grafit tozu ve C karışımı için %60 bakır kaplı grafit tozu kullanılmıştır. Fırça (kömür) üretimi için, her grafit tozu, bakır tozu, molibden disülfit ve katkı maddeleri ile çift-konili karıştırıcıda 1 saat karıştırıldı ve sonra toz karışımı, hidrolik presleme ile tek eksenli olarak 7.55 MPa' da sıkıştırıldı. Pişirilmemiş sıkıt sinterlenmek üzere fırına yerleştirildi. Bu işlem, azot fırın atmosferi altında 750 °C' de 18 saat boyunca uygulandı. Sinterlemenin amacı, pişirilmemiş sıkıttan uçucu bileşenleri uzaklaştırmak ve partiküller arasındaki bağları güçlendirmektir. Daha sonra, her karışım için üretilen 10 bakır-grafit fırçalarının mekanik ve fiziksel özelliklerini gözlemlemek için yoğunluk ölçümü, Rockwell sertlik ölçümü, kabloçekme, spesifik direnç ve toplam direnç ölçümü gibi testler uygulanmıştır. Mekanik özelliklerinin test edilmesinin yanında tribolojik davranışlarını da gözlemlemek için fırça-motor performansı ve aşınma miktarı test edilmiştir. Bu uygulamalar için üretilen 10 bakır-grafit fırçalarından 4 tanesi, ACT75Q marş motorunda test edilmek üzere kullanılmıştır. Fırça tutuyucuya yerleştirilen bu 4 kömür bilgisayar sistemine bağlı olan marş motorunda 500 marş için 750 rpm' de çalıştırılmıştır. Test edilen kömürlerin motor çalıştırılmadan önce uzunlukları not edilmiştir ve 500 marşın ardından uzunlukları tekrar ölçülmüştür. Ölçülen bu iki değer arasındaki fark aşınma miktarı olarak değerlendirilmiştir. Aşınan kömür yüzeylerinin mikroyapısal analizi için SEM, aşınma sırasında kömür yüzeyinden kopan parçaların kimyasal bileşiminin tayini için ise XRD analizi kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this work, graphite particles were coated with copper to improve the graphite/matrix interface. Copper-graphite brushes were made by a powder metallurgy method. In this work, two types of graphite were used as main ingredients for the formulation, i.e Cu-30% coated graphite, uncoated graphite brushes and Cu-60% coated graphite. Representative samples were designated as A, B, and C mixture, respectively. Two starting graphite powders, either with or without copper coating, were each mixed individually with resin, dried and screened. Amount of resin in the graphite with bonded resin mixture were determined by Soxhlet method. For production of carbon brushes, first of all, uncoated graphite particles and particles coated with copper were mixed separately with copper powders, MoS2 and additives in double mixer machine up to 1 hour, and then rectangular compacts were obtained by die compaction using a uniaxial hydraulic press at ambient temperature at 7.55 MPa. The green compact were sintered to remove the volatile components from the green compacts and to strengthen molecular bonds between the powders in the nitrogen furnace atmosphere at 750 °C up to 18 hours. 10 carbon brushes were produced for each experimental group, and tested in many aspects, i.e. density measurement, Rockwell hardness test, cable-trans resistance test, specific resistance test, total resistance, tensile and compression test. Motor performance and wear rate of carbon brushes were performed on ACT75Q starter motor in this study, and the data were convinced and in accordance with the actual situation. For wear rate and brush-motor performances, four brushes among 10- specimens were selected for each mixture (A, B and C). They were placed in brush holder and tested in starter motor for 500 times at 750 rpm. Finally, the length of brushes was measured before and after wear rate test, and difference between two these values was recorded. Characterization of the worn surface of carbon brushes was subjected to X-ray diffraction and SEM observation. Microstructural investigation was carried out using SEM and XRD analysis was used to characterize chemical composition of the worn surface.
Benzer Tezler
- Kullanılmış lityum-iyon pil katot malzemesindeki değerli metallerin okzalik asit çözeltisindeki liç kinetiğinin incelenmesi
Investigation of leaching kinetics of valuable metals in spent lithium-ion battery cathode material in oxalic acid solution
SAFİYE TANRIVERDİ TERZİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT İLHAN
- Semente Cu-niSiC kompozitlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of cemented Cu-niSiC composites
CEMALEDDİN ARVAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖZDE FATMA ÇELEBİ EFE
- Karbon bazlı katkılı modifiye elektrotların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of carbon-based doped modified electrodes
MUSTAFA KENAN YURTÇU
- Polisakkarit kaplı titanyum nanopartiküller kullanılarak bazı ağır metallerin giderilmesi
Removal of some heavy metals using starch coated titanium nanoparticles
CEREN KUZNEK ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN
DOÇ. DR. ASLI BAYSAL
- Synthesis, characterization, and electrochemical properties of mesoporous spinel LiMn2-xMxO4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) thin films
Mezogözenekli spinel LiMn2-xMxO4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) ince filmlerin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özellikleri
IRMAK KARAKAYA DURUKAN
