Geri Dön

Alüminyum yüzeyler üzerine süperhidrofobik kaplamaların uygulanmasında proses parametrelerinin deneysel tasarım yöntemleri ile optimizasyonu

Optimization of process parameters with experimental design methods in the application of superhydrophobic coatings on aluminum surfaces

  1. Tez No: 761951
  2. Yazar: ÇETİN KARAGÖL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÇAĞLAYAN AÇIKGÖZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ SAHRA DANDIL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 95

Özet

Yüzey kaplama işlemleri, malzemelere istenilen yüzey özelliklerinin kazandırılması için yoğun şekilde kullanılan ve geliştirilen bir konudur. Bu çalışmada, alüminyum yüzeyler üzerinde, daldırma kaplama yöntemi ile süperhidrofobik kaplamalar geliştirilmesi hedeflenmiş ve bu kapsamda deney koşulları deneysel tasarım yöntemlerinden biri olan Taguchi deney tasarım yöntemi ile de optimize edilmiştir. Deneysel tasarımda; zımpara, aşındırma ve modifikasyon olmak üzere 3 faktör belirlenmiş ve bu üç faktör için de 3 seviye belirlenerek, etki dereceleri ve birbirleri ile etkileşimleri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda numune olarak 7 cm x 2 cm x 1,5 mm boyutlarındaki alüminyum plakalar kullanılmıştır. Deney numunelerinin zımpara işleminde 3 farklı zımpara kağıdı (400,600 ve 800' lük) kullanılmıştır. Aşındırma ve modifikasyon işlemleri iki farklı deneysel çalışma ile gerçekleştirilmiştir. Her iki çalışmada da Minitab 18 programı kullanılarak L9 ortogonal düzende 9 farklı deney yapılmıştır. Birinci deneysel çalışmada; zımparalama işlemi tamamlanmış numuneler 4 M' lık hidroklorik asit (HCl) çözeltisine 2, 4 ve 6 dakika daldırılarak aşındırılmıştır. Modifikasyon işlemi için, aşındırılmış yüzeyler 0,01 M derişiminde dodesiltrietoksisilanın etanollü çözeltisine 8, 16 ve 24 saat daldırılarak bekletilmiştir. İkinci seri deneysel çalışmalarda ise; ardışık olarak baz + asit muamelesi ile aşındırma işlemleri yapılmıştır. Burada, zımparalanmış numuneler 1 M sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisine 10 dakika daldırılarak aşındırılmıştır. Ardından 20 ml H2O: 8 ml HCI: 1 ml CH3COOH oranındaki çözeltiye 3, 5 ve 10 dakika daldırılarak ikinci bir aşındırma işlemi yapılmıştır. Modifikasyon işleminde, aşındırılmış numunelere kütlece % 2' lik palmitik asitin etanollü çözeltisi içinde 15, 30 ve 60 dk sürelerde daldırma işlemi uygulanmıştır. Elde edilen yüzeylerin süperhidrofobik özelliği, temas açı ölçüm cihazı ile belirlenmiş ve yüzey morfolojileri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Temas açı sonuçlarına göre; her iki çalışmada da 150°' nin üzerinde temas açıları elde edilmiş ve alüminyum yüzeylere süperhidrofobik özellik kazandırıldığı belirlenmiştir. SEM görüntülerinde ise; süperhidrofobik yüzeylerin pürüzlü yapıda olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre; uygulanan yöntemin, alümünyum yüzeyler üzerinde süperhidrofobik kaplamaların geliştirilmesinde kullanılabileceği belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Surface coating processes are a subject that is used and developed extensively to give the desired surface properties to the materials. In this study, it was aimed to develop superhydrophobic coatings on aluminum surfaces with the dip coating method, and the experimental conditions were also optimized with the Taguchi experimental design method, which is one of the experimental design methods. In experimental design; 3 factors were determined as sanding, etching and modification, and 3 levels were determined for these 3 factors, and their degree of influence and interactions with each other were examined. Aluminum plates with dimensions of 7 cm x 2 cm x 1.5 mm were used as samples in the experimental studies. 3 different sandpapers (400, 600 and 800) were used in the sanding process of the samples. Etching and modification processes were carried out with 2 different experimental studies. In both studies, 9 different experiments were carried out in L9 orthogonal arrangement using Minitab 18 program. In the first experimental study; the sandede samples, were immersed in 4 M hydrochloric acid (HCl) solution for 2, 4 and 6 minutes and etched. For the modification, the etched surfaces were immersed in an ethanolic solution of dodecyltriethoxysilane at a concentration of 0.01 M for 8, 16 and 24 hours. In the second series of experimental studies; etching processes were carried out sequentially with base + acid treatment. Here, sanded samples were etched by 1 M sodium hydroxide (NaOH) solution for 10 minutes. Then, a second etching was carried out by immersing it in a solution of 20 ml distilled water (H2O): 8 ml HCl: 1 ml (acetic acid) CH3COOH for 3, 5 and 10 minutes. In the modification process, the etched samples were immersed in an ethanolic solution of 2 % by mass of palmitic acid for 15, 30 and 60 minutes. The superhydrophobic properties of the surfaces were determined with the contact angle measuring device and the surface morphologies were examined by Scanning Electron Microscope (SEM). According to the contact angle results; in both studies, contact angles of over 150° were obtained and aluminum surfaces were determined as superhydrophobic. In SEM images; the rough superhydrophobic surfaces were observed. According to the results; it has been determined that the applied method can be used in the development of superhydrophobic coatings on aluminum surfaces.

Benzer Tezler

  1. Nanopartiküller kullanarak süperhidrofobik kaplamaların elde edilmesi

    Нанобөлүкчөлөрдү колдонуу менен супергидрофобдуу каптоолорду алуу

    BAKTIBEK SATIBEKOV

    Yüksek Lisans

    Kırgızca

    Kırgızca

    2020

    KimyaKırgızistan-Türkiye Manas Üniversitesi

    YRD. DOÇ. DR. EMİL ÖMÜRZAK UULU

  2. Süperhidrofobik poliüretan sentezinde kullanılacak akrilik poliol sentezi

    The synthesis of acrylic poliols to be used in superhydrophobic polyurethane production

    SEZGİN KOÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL

  3. Buzlanmayı önlemek için sıvı emdirilmiş polimer yüzeylerin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of liquid impregnated polymer surfaces for anti-icing

    ÇİĞDEM YÜCEEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    KimyaGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL

  4. Investigation on the relationship between hydrophobicity and single droplet icing

    Hidrofobiklik ve tekli damlacık buzlanması arasındaki ilişkinin incelenmesi

    ARDA ÇETİNER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ARİF ÖZBEK

    DR. ÖĞR. ÜYESİ METE BUDAKLI

  5. Kısmen ısıtılmış yüzeylere kaplanmış polimerlerin buz tutmama özellikleri

    Anti-icing properties of partially heated polymer coated surfaces

    EMEL KIRMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL