Geri Dön

Plazma tabancası tasarımı, analizi ve plazma atomizasyon yöntemi ile Ti alaşım tozu üretiminin araştırılması

Plasma gun design, analysis and investigation of Ti alloy powder production by Plasma Atomization

  1. Tez No: 571636
  2. Yazar: EMRE YURTKURAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAHMİ ÜNAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 238

Özet

Yeni nesil imalat yöntemlerinden olan metal eklemeli imalat sektörü günümüzde hızla gelişmektedir. Bu imalat yönteminin hammaddesi küresel metal tozlarıdır. İhtiyaç duyulan metal tozları gaz atomizasyon veya plazma atomizasyon ile üretilmektedir. Plazma atomizasyon, özellikle biyomedikal ve havacılık endüstrisinde titanyum ve diğer reaktif metal ve alaşımlarından küresel toz üretilmesinde önemli avantajlara sahiptir. Plazma atomizasyon yönteminin en önemli ekipmanı plazma tabancasıdır. Plazma tabancası teknolojisinin araştırılması özgün teknoloji geliştirmek için kaçınılmazdır. Bu çalışmada plazma atomizasyon ile Titanyum alaşım tozu üretebilmek amacıyla özgün argon DC transfer edilmeyen ark plazma tabancası tasarımı ve geliştirme çalışmaları yapılmıştır. Tasarım ve geliştirme süreçlerinde elektromanyetik alan ve gaz akışı arasındaki etkileşimi çözebilmek için ANSYS FLUENT ve MHD modülü birlikte kullanılarak 3B sayısal modelleme yapılmıştır. Akım yoğunluğu ve gaz debisi değişkenlerinin tabanca çıkışındaki plazma jeti sıcaklığı ve hızı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tabancadan elde edilen plazma jetinin sıcaklık ve hız değerlerinin atomizasyon açısından uygunluğu araştırılmıştır. Bu analizler sonucunda plazma tabancası ve reaktör tasarımı yapılmış ve imal edilmiştir. Oluşturulan deney düzeneğinde Ti alaşım tozu üretim deneyleri yapılmıştır. Plazma tabancası performans deneylerinde, 100 A'den ile 300 A akım değerlerine kadar plazma jeti davranışı incelenerek artan akım ile birlikte sıcaklık ve hız değerlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Benzer şekilde gazın hacimsel debi değerlerinin artışı ile jet hızının arttığı belirlenmiştir. Üretilen tozların küresel, içi dolu ve uydulaşma olmadığı gözlemlenmiştir. Çalışma neticesinde özgün plazma tabancası geliştirilmiş ve Ti alaşım tozu üretimi başarıyla gerçekleştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

One of the new generation manufacturing methods, metal additive manufacturing sector is developing rapidly today. The raw material of this manufacturing method is spherical metal powders. The metal powders needed are produced by gas atomization or plasma atomization. Plasma atomization has significant advantages in the production of spherical powder from titanium and other reactive metals and alloys, particularly in the biomedical and aerospace industries. The most important equipment of the plasma atomization method is the plasma gun. Investigation of plasma gun technology is inevitable to develop original technology. In this study, the original argon DC non-transferred arc plasma gun design and development studies were carried out in order to produce Titanium alloy powder by plasma atomization. In order to solve the interaction between electromagnetic field and gas flow in the design and development processes, 3D numerical modeling was performed by using ANSYS FLUENT and MHD modules together. The effects of current density and gas flow rate variables on plasma jet temperature and velocity at the gun outlet were investigated. The suitability of the temperature and velocity of the plasma jet obtained from the gun in terms of atomization was investigated. As a result of these analyzes, plasma gun and reactor were designed and manufactured. Ti alloy powder production tests were performed in the test apparatus. In plasma gun performance experiments, the plasma jet behavior from 100 A to 300 A was examined and it was observed that temperature and velocity values increased with increasing current. Similarly, it was determined that jet velocity increased with increasing volumetric flow values of gas. It was observed that the produced powders were spherical, filled and not satellite. As a result of this study, the original plasma gun was developed and Ti alloy powder production was realized successfully.

Benzer Tezler

  1. Yeni nesil otomobillere yönelik vermiküler mikroyapıdaki döküm alaşımlarının gaz nitrürleme yöntemi ile özelliklerinin geliştirilmesi

    Improvements on properties of vermicular microstructure cast alloys for new generation automobile by gas nitriding

    MUHAMMET EMİN KONDAKÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK

  2. Concentration and detection of bacteria with combined AC electrokinetic and impedance analysis in microfludic systems

    Mikroakışkanlarda AC elektrokinetik tekniklerle empedans tabanlı bakteri algılaması

    KADRİYE ÖLMEZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL

  3. Uçak motorlarında kullanılan ınconel 718 süper alaşımının atmosferik plazma yöntemiyle kaplanarak sürünme davranışının incelenmesi

    Investigation of creep behaviour of inconel 718 superalloys used in aircraft engines by coating with atmospheric plasma method

    ERGÜN SUBAŞI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

  4. Identification and detection of cis-platin binding proteins by laser induced breakdown spectroscopy

    Sis-platin bağlı proteinlerin lazer oluşturmalı plazma spektroskopisi ile belirlenmesi ve tayini

    İBRAHİM KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyokimyaİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERİFE HANIM YALÇIN

  5. Controlled drug released in a microfludic system using mesoporous silica nanoparticles

    Mikroakışkan sistem içerisinde gözenekli silika yardımıyla kontrollü ilaç salımı

    İPEK İREM AYKIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL