Sprey kaplama yöntemi ile üretilen SiO2 temelli süperhidrofobik kaplamaların mekanik kararlılıklarının incelenmesi
Investigation of the mechanical durability of SiO2 based superhydrophobic coatings produced with spray coating method
- Tez No: 668164
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNAN FİDAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Sivil Havacılık, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Civil Aviation, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Doğada süperhidrofobik özellik gösteren birçok canlı türü bulunmaktadır ve bu türlerin sahip olduğu hiyerarşik mikro ve nano yapıya sahip düşük enerjili biyolojik yüzeyler süperhidrofobik yüzeylerin geliştirilmesinde esin kaynağı olmuştur. Günümüzde süperhidrofobik yüzeylerin çok sayıda yöntem kullanılarak üretilebiliyor olmasına karşın insan yapımı bu yüzeyler dış ortam koşullarında su iticilik özelliğini uzun süre koruyamamaktadır. Bu çalışmada, epoksi ve poliüretan olmak üzere iki farklı polimer ve hidrofobik fumed SiO2 nano partikül kullanılarak süperhidrofobik yüzeyler üretilmiştir. Elde edilen yüzeyler temassız üç boyutlu profilometre ve statik su temas ve kayma açıları ölçülerek karakterize edilmiştir. Poliüretan yüzeylerde 150 derecenin üzerinde su temas açılarının elde edilmesine karşın süperhidrofobiklik sağlanamazken epoksi kaplamaların önemli bir bölümü süperhidrofobik özellik göstermektedir. Üretilen yüzeylerin dış ortam koşullarında kullanılabilirliğini incelemek amacıyla iki farklı mekanik dayanım testi kullanılmıştır. Yüzeylerin darbe dayanımı düşen kum aşınma testi, teğetsel aşınma dayanımı ise doğrusal abrazif aşınma testi ile incelenmiştir. Yüzeylerin ıslanabilirliği ve mekanik dayanımı üretim parametrelerin bağlı olarak önemli farklılıklar göstermektedir. Bu parametreler: (i) polimer türüne göre seçilen üretim yöntemi, (ii) epoksinin yüzey enerjisinin modifiye edilmesi amacıyla kullanılan siloksan türü, (iii) siloksan miktarı, (iv) nano partikül miktarı ve (v) uygulama (püskürtme) süresidir. Belirli miktarlarda polidimetilsiloksan ve SiO2 nano partikül içeren Epoksi/Polidimetilsiloksan/SiO2 yüzeyler üstün su iticilik ve mekanik dayanım özellikleri sergilemektedir. Elde edilen bir diğer önemli sonuç ise; püskürtme süresinin, yüzeylerin mekanik aşınma davranışında önemli bir rol oynadığıdır. Püskürtme süresi kısa kaplamalar yüksek abrazif aşınma dayanımı özelliği sergilemektedirler. Uzun püskürtme süresi ile üretilen kaplamalar ise dinamik darbeler altında uzun süre su iticilik özelliklerini korumaktadırlar.
Özet (Çeviri)
Many species in nature show superhydrophobic properties, and the low-energy biological surfaces of these species with micro-nano hierarchical structures have inspired the development of superhydrophobic surfaces. Today, although superhydrophobic surfaces can be produced using many methods, these human-made surfaces cannot maintain their water repellency feature for a long time under outdoor conditions. In this study, superhydrophobic surfaces were produced using two different polymers, epoxy and polyurethane, and hydrophobic fumed SiO2 (silica) nanoparticles.The resulting surfaces were characterized by measuring the three-dimensional non-contact profilometer and the static water contact and sliding angle shift.Although water contact angles of more than 150 degrees can be obtained on polyurethane surfaces, superhydrophobicity cannot be achieved, while most epoxy coatings show superhydrophobic properties. Two different mechanical durability tests have been used to examine the usability of the produced surfaces in outdoor conditions The impact resistance of the surfaces was examined by the sand impact durability test and the abrasive wear resistance by the linear abrasion stability test. The wettability and mechanical durability of the surfaces differ significantly depending on the production parameters. These parameters are: (i) the production method selected according to the polymer type, (ii) the siloxane type used to modify the surface energy of the epoxy, (iii) the amount of siloxane, (iv) the number of nanoparticles, and (v) the spraying time. Epoxy / Polydimethylsiloxane / SiO2 surfaces containing certain amounts of polydimethylsiloxane and SiO2 nanoparticles exhibit superior water repellent and mechanical durability properties. Another important result obtained is; Spraying time plays an important role in the mechanical wear behavior of surfaces. Coatings with short spraying time exhibit high abrasive wear resistance. Coatings produced with a long spraying time retain their water repellency properties for a long time under dynamic impacts.
Benzer Tezler
- Metal-organik-yarı iletken yapıların arayüzey özelliklerinin belirlenmesi
Investigation of interface properties of metal-organic semiconductor structures
ARDEN ERKOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORUÇ
- Kalsiyum-magnezyum-alümina-silikat (CMAS) infiltrasyonunun termal bariyer kaplamaların (TBCs) mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of calcium-alumina-magnesium-silicate (CMAS) infiltration on the microstructural characteristics of thermal barrier coatings (TBCs)
OKAN ODABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiBartın ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH CAHİT KARAOĞLANLI
- Alüminyum yüzeyine polimer kaplamaların uygulanması ve özelliklerinin incelenmesi
Application of the polymer coating on the aluminium surface and investigation of the properties
EBRU AKCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AKIN AKINCI
- Plazma sprey yöntemiyle üretilmiş biyocam kaplamaların karakterizasyonu
Characterization of plasma sprayed bioglass coatings
TOKAY YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Production and characterization of antibacterial glass and glass ceramic materials
Antibakteriyel cam ve cam seramik malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
BARIŞ DEMİREL
Doktora
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN