Geri Dön

Malzemelerin serbest yüzey enerjisi hesaplamalarında temas açısı ölçüm sıvılarının etkisi

Effects of contact angle measuring liquids on surface free energy of materials

PDF İndir

  1. Tez No: 734807
  2. Yazar: HÜSEYİN ŞEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BAHRİ ERSOY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Metalurji Mühendisliği, Mining Engineering and Mining, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 164

Özet

Bu tez çalışmasında malzemelerin, sıvı damlası temas açısı (θ) ölçümü verilerine dayalı olarak serbest yüzey enerjilerinin (veya yüzey enerjilerinin) (SYE) hesaplanmasında, kullanılan temas açısı ölçüm sıvısı türünün/çeşidinin etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Çalışmalarda düz yüzeyli farklı tür malzemeler kullanılmıştır. Bunlar: seramik malzemeleri temsilen cam, metalik malzemeleri temsilen alüminyum ile titanyum ve polimer malzemeleri temsilen ise polimetilmetakrilat (PMMA), polikarbonat (PC) ve politetrafloretilen (PTFE)'dir. Damla yayınım yöntemiyle gerçekleştirilen temas açısı ölçümlerinde kullanılan polar karakterli sıvılar su, gliserol, formamit ve etilen glikol iken, apolar karakterli sıvılar ise diiodometan, bromonaftalin, dodekan, dekan, oktan, heptan ve hekzan'dır. Her bir malzemenin SYE hesaplamaları için beş farklı yöntem kullanılmış olup, bunlar: Asit-Baz (veya Van Oss-Chaudhury-Good) Yöntemi, Hal Denklemi (veya Neumann) Yöntemi, OWRK-Fowkes (OWRK: Owens–Wendt–Rabel–Kaelble) Yöntemi, Wu Yöntemi ve Zisman Yöntemi'dir. Daha sonra, Hal Denklemi Yöntemi için tekli, OWRK-Fowkes ve Wu Yöntemleri için ikili, Asit-Baz Yöntemi için üçlü ve Zisman Yöntemi için ise beşli sıvı grupları belirlenmiştir. Örneğin, Asit-Baz yönteminde iki polar ve bir apolar sıvı kullanılarak oluşturulan 10 farklı üçlü sıvı grupları şunlardır; S-EG-B, S-EG-D, S-F-B, S-F-D, S-GL-D, S-GL-B, EG-GL-D, EG-F-B, S-F-HEK, S-EG-HEK, S-EG-HEP [S: Su; EG: Etilen glikol; B: Boromonaftalin; D: Diiodometan(veya Metileniodid); F: Formamit, GL: Gliserol; HEK: Hekzan, HEP: Heptan]. Daha sonra ise kullanılan malzemelerin her sıvı grubu ile hesaplanan SYE değerleri, bu sıvı gruplarına göre ortalama SYE değeri ve standart sapmaları (SS) kıyaslanarak yorumlanmıştır. Ayrıca malzemelerin yüzey pürüzlülüğü ile ortalama SYE standart sapmaları arasındaki ilişki irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan en önemli ikisi şunlardır: (i) Malzemelerin temas açısı verilerine dayalı belirlenen serbest yüzey enerjileri, kullanılan ölçüm/test sıvılarıyla doğrudan ilişkilidir ve test sıvılarının değişmesi SYE değerini kesinlikle ve ciddi oranda etkileyebilmektedir/ değiştirebilmektedir, (ii) malzemelerin yüzey pürüzlüğü ile SYE değerleri arasında mantıklı bir ilişki kurulamamıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the effect of the type of contact angle measuring liquids used on the calculation of the surface free energies (or surface energies) (SFE) of materials based on the liquid drop contact angle (θ) measurement data was investigated in detail. Different types of materials with flat surfaces were used in the studies. These are glass to represent ceramic materials, aluminium and titanium to represent metallic materials, and polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC) and polytetrafluorethylene (PTFE) to represent polymer materials. While the polar liquids used in the contact angle measurements performed by the drop sessile method are water, glycerol, formamide and ethylene glycol, the nonpolar liquids are diiodomethane, bromonaphthalene, dodecane, decane, octane, heptane and hexane. Five different methods were used for surface free energy calculations for each material, these are: Acid-Base (or Van Oss-Chaudhury-Good) Method, Equation of State (or Neumann) Method, OWRK-Fowkes (OWRK: Owens–Wendt–Rabel– Kaelble) Method, Wu Method and Zisman Method. Then, single liquid groups were determined for Equation of State Method, double liquid groups for OWRK-Fowkes and Wu Methods, triple liquid groups for Acid-Base Method and quintuple liquid groups for Zisman Method. For example, in the Acid-Base method, 10 different triple liquid groups formed by using two polar and one nonpolar liquids are as follows: W-EG-B, W-EG-D, W-F-B, W-F-D, W-GL-D, W-GL-B, EG-GL-D, EG-F-B, W-F-HEG, W-EG-HEG, W-EG-HEP [W: Water; EG: Ethylene glycol; B: Boromonaphthalene; D: Diiodometane(or methylene iodide); F:Formamide, GL: Glycerol; HEK: Hegzane, HEP: Heptane]. Afterwards, the SFE values calculated with each liquid group of the materials used were interpreted by comparing the mean SFE value and standard deviations (SD) according to these liquid groups. In addition, the relationship between the surface roughness of the materials and the FYE energy has been examined. The most important two results obtained from this study are: (i) The free surface energies determined based on the contact angle data of the materials are directly related to the measurement/test fluids used, and the change in the test fluids can definitely and seriously affect/change the SFE value, (ii) the surface roughness of the materials and the average SFE standard deviation no logical relationship could be established between the values.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    653765

    Investigation of surface characteristics and flow dynamics of microchannels coated with various resin systems

    Farklı reçine sistemleriyle kaplanmış mikrokanallarda yüzey davranışlarının ve akış dinamiklerinin incelenmesi

    ONUR UYGUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Kimya MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİN ARCA

  2. Tez No

    472848

    Friction dynamics of adhesive fibrillar contact

    Adeziv fibrilli kontağın sürtünme dinamiği

    TURGAY ERAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKER MURAT KOÇ

  3. Tez No

    472632

    Mikrodalga soğurucu tasarımı

    Microwave absorber design

    İBRAHİM ÇATALKAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDEF KENT PINAR

  4. Tez No

    887666

    Development of novel phase change materials with classical and supramolecular approaches

    Klasik ve supramoleküler yaklaşımlarla yeni faz değişim malzemelerinin geliştirilmesi

    EDA RENDE KILIÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULLAH AYDOĞAN

    PROF. DR. AHMET ALPER AYDIN

  5. Tez No

    844163

    Computational investigation of battery materials using density functional theory

    Yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılarak pil malzemelerinin hesaplamalı incelenmesi

    DOAA AASEF AHMED AHMED

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUĞRUL ÇETİNKAYA

Geri Dön