Farklı grafen nanoplaka ilavelerinin sialon seramiklerinin mekanik, ısıl ve elektriksel özelliklerine etkisi
The effect of different graphene nanoplatelets addition on mechanical, thermal and electrical properties of sialon ceramics
- Tez No: 599463
- Danışmanlar: PROF. DR. SERVET TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: SiAlON, GNP, Plaka genişliği, Kalınlık (Plaka sayısı), Mikroakışkanlaştırma, SiAlON, GNP, Platelet size, Thickness (Number of platelets), Microfluidization
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 177
Özet
SiAlON seramikleri sahip oldukları üstün özellikler sayesinde havacılık, otomotiv ve savunma sanayileri olmak üzere geniş kullanım alanına sahiptir. Bununla birlikte, SiAlON'ların mekanik, ısıl ve elektriksel özelliklerinin iyileştirilmesi, kullanım ömürlerinin uzamasının yanı sıra yeni kullanım alanlarının da ortaya çıkmasını sağlamaktadır. Mükemmel mekanik, ısıl ve elektriksel özelliklere sahip olan grafen nanoplakaları (GNP) seramik matrislere ikinci faz olarak eklendiğinde malzemenin özelliklerini gözle görülür bir şekilde iyileştirmektedir. Bununla birlikte, aynı matris malzemeye aynı/yakın miktarlarda GNP'lerin eklendiği farklı çalışmalarda birbirinden farklı mekanik, ısıl ve elektriksel performanslar elde edilmiştir. Bunun en önemli nedeni ise çalışmalarda özellikleri birbirinden farklı olan GNP'lerin kullanılmasıdır. Bu çalışmada, farklı plaka genişliği, kalınlık (plaka sayısı) ve genişlik/kalınlık oranına sahip dört farklı GNP, aynı miktarlarda SiAlON matrise eklenmiş ve kompozitler spark plazma sinterleme (SPS) fırınında sinterlenmiştir. GNP-SiAlON kompozitlerinin mikroyapıları, sertlik, kırılma tokluğu ve sürtünme katsayısı gibi mekanik özellikleri ile ısıl ve elektriksel iletkenlikleri ölçülerek karşılaştırılmıştır. Ayrıca, çalışma boyunca kullanılan dört farklı GNP'den bir tanesine kalınlık azaltılması amacıyla 1, 2, 4 ve 8 çevrim sayılarında mikroakışkanlaştırma tekniği uygulanarak farklı çevrim sayılarının GNP'lerin boyut ve kalınlıkları ile eklendikleri matrisin mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. SiAlON'un mekanik özellikleri ile ısıl ve elektriksel iletkenliğinde en yüksek artışa GNP'lerde büyük plaka genişliği, yüksek genişlik/kalınlık ve olabildiğince ince plaka yapısıyla ulaşıldığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
SiAlON ceramics have a wide range of application areas such as aviation, automotive and defense industries thanks to their superior properties. In addition, improvements in mechanical, thermal and electrical properties of SiAlONs leads to new application areas as well as longer service life. When the graphene nanoplatelets (GNPs) with excellent mechanical, thermal and electrical properties are added as a second phase to the ceramic matrices, they dramatically improve the properties of the material. However, different mechanical, thermal and electrical performances have been obtained in different studies even when same/close amounts of GNPs were added to the same matrix. The most important reason for this is the use of GNPs having different properties from each other. In this study, four different GNPs with different platelet size, thickness (number of platelets) and size/thickness ratios were added to SiAlON matrix and composites were sintered in spark plasma sintering (SPS) furnace. The microstructures, mechanical properties such as hardness, fracture toughness and friction coefficient and also thermal, electrical conductivities of GNP-SiAlON composites were compared. Additionally, to reduce the thickness, microfluidization technique was applied in 1, 2, 4 and 8 cycle numbers to one of the GNPs used during the study. The effects of different cycle numbers on the GNPs dimensions and thicknesses and also on the mechanical properties of the matrix were investigated. It was determined that the highest increment in the mechanical properties, thermal and electrical conductivity of the SiAlON was achieved by GNPs with larger platelet size, higher size/thickness ratio and thinner structure.
Benzer Tezler
- Silisyum karbür ve grafen nano plaka (GNP) takviyeli titanyum diborür seramiklerin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium diborudet ceramics with the additions of silicon carbide and graphene nanoparticles by spark plasma sintering
ÖZNUR KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İPEK AKIN KARADAYI
- Preparation and characterization of nanocomposite foams based on polysulfone and graphene nanoparticles
Polisülfon ve grafen nanoplaka içeren nanokompozit köpüklerin üretimi ve karakterizasyonu
MUSTAFA KEREM YÜCETÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Polimer kaplamalara katılan nanopartiküllerin kaplamanın farklı metal altlıklara yapışma davranışı ve mekanik özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Examination of the effects of nanoparticles incorporated into polymer coatings on the adhesion behavior and mechanical properties onto different metal substrates
ALİ KEMAL ALTINOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAksaray ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZLİYE KARABÖRK
- Grafen ve bor nitrür katkılarının titanyum diborür – titanyum karbür kompozitlerinin özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of graphene and boron nitride additives on the properties of titanium diboride – titanium carbide composites
BESTE ECEM KAYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İPEK AKIN KARADAYI
- Grafen katkılı alüminyum matrisli kompozitlerin kuru sürtünmeli aşınma özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of wear characteristics of graphene nanoplate reinforced aluminum matrix composites under dry friction
TUNA AKKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS İSTİF