Formation and characterization of electroformed nickel based structures
Nikel esaslı elektroform yapıların üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 850550
- Danışmanlar: PROF. DR. İSHAK KARAKAYA, DOÇ. DR. METEHAN ERDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Nikel elektroşekillendirme işlemi, aşınma kalkanları ve sıvı yakıtlı roket motoru yanma odaları gibi kritik uygulamalarda kullanılmaktadır. Endüstride ve akademik ortamda elektroşekillendirme üzerine birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen, çoğunluğu MEMS uygulamalarına odaklanmıştır. Öte yandan, bu tez, elektronik uygulamalar yerine yapısal parçalar için elektroşekillendirme sürecinin kullanımına odaklanmıştır. Bu tezde öncelikle, nikel sülfamat bazlı elektrolit kompozisyonu ve diğer proses parametreleri deneysel yöntemlerle belirlenmiştir. Ardından, kobalt sülfat ilavesi ile elde edilen Ni-Co kaplamaları, saf nikel kaplamaları ile karşılaştırılmıştır. Son olarak, her iki kaplamanın avantajlarınından yararlanmak amacıyla, elektrolit kompozisyonu ve akım yoğunluğu değiştirilerek Ni-Co fonksiyonel geçişli alaşım kaplamaları elde edilmiştir. Elektroşekillendirme çalışmaları için kanallı bir yapı bir hedef ürün olarak seçilmiş ve ön işlem ve elektrokaplama adımlarına yönelik proses geliştirme çalışmaları yürütülmüştür. Aynı zamanda, taban malzemesi ile elektroşekillendirme ile oluşturulan katman arasındaki yapışma gücü hakkında nicel bilgi sağlayan yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Ayrıca, geliştirilen yöntem AISI 304L paslanmaz çelik taban malzemesi ve nikel elektroşekilledirme ile oluşturulmuş katmana uygulanmış ve yüzey pürüzlülüğü ile ısıl işlemin yapışma gücü üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yüzey pürüzlülüğü ve ısıl işlem işlemine bağlı olarak yapışma gücü 91 ile 170 MPa aralığında değişmiştir. Son olarak, nikel elektroşekillendirme süreci için Comsol Multiphysics yazılımında simülasyon çalışmaları yürütülmüş ve parça boyunca homojen kalınlık dağılımı elde edilmesine yönelik farklı elektroform konfigürasyonları koşturulmuştur. Bunlar arasında, kenar etkisine bağlı olarak yerel kalınlık artışını önlemek için sahte katot kullanımının en etkili yöntem olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Nickel electroforming process has been used for critical applications such as erosion shields or combustion chambers in liquid propellant rocket engines. Although there are many studies based on electroforming in the industry and academic environment, most of them focus on the MEMS applications. On the other hand, this thesis was based on the utilization of the electroforming process for structural parts rather than electronic applications. In this thesis, the nickel sulfamate based electrolyte composition and other deposition parameters were determined by experimental methods. Then, the Ni-Co platings, which were obtained by the addition of cobalt sulfate, were studied and compared with the pure nickel platings. Finally, Ni-Co functionally graded alloy platings were obtained by changing the electrolyte composition and current density to combine the advantages of each plating type. For electroforming studies, a channeled structure was selected as a case study and pretreatment and electrodeposition steps were discussed in detail. A new method, which yields quantitative information about the adhesion strength between the substrate and the electroformed layer, was developed. Also, the developed method was applied to AISI 304L stainless steel substrate and nickel electroformed layer and the effects of surface roughness and heat treatment on the adhesion strength were investigated. The adhesion strength changed in the range of 91 to 170 MPa depending on the surface roughness and heat treatment operations. Finally, the nickel electroforming process was simulated via Comsol Multiphysics software and different electroforming configurations which aimed to have homogeneous thickness distribution throughout the part were run. Among these, the use of a dummy cathode was the most effective method for preventing localized thickness increase due to the edge effect.
Benzer Tezler
- Formation and characterization of electroformed cylindrical accordion geometry
Silindrik akordiyon geometrisinin elektroform yöntemi ile oluşturulması ve karakterizasyonu
BİLGEHAN ÇETİNÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSHAK KARAKAYA
YRD. DOÇ. DR. METEHAN ERDOĞAN
- Isıl yönetim uygulamaları için bakır-elmas kompozitlerinin elektroşekillendirme ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of electroformed copper-diamond composites for thermal management applications
BURAK EVREN
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Bamya polisakkariti/peynir altı suyu protein izolatı polielektrolit komplekslerinin oluşturulması, karakterizasyonu ve film yapma özellikleri
Formation and characterization of okra polysacchradies/whey protein isolate polyelectrolyte complexes and their film making properties
EBRU ORMANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHER KUMCUOĞLU
PROF. DR. OĞUZ BAYRAKTAR
- Mikro işlenmiş kristal silisyum yüzeyinde gözenekli silisyum üretilmesi ve karakterizasyonu
Formation and characterization of porous silicon on a micro-machined monocrystalline silicon surface
KUTAY APAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SÜREYYA AYDIN YÜKSEL
- Amid grupları içeren aromatik ve heteroaromatik sonlu alkanetiyollerin kendi kendine biriken tek tabakalarının oluşumu ve karakterizasyonu
Formation and characterization of self assembled monolayers of alkanethiols terminated aromatic and heteroaromatic containing amid-groups
ZÜLEYHA KUDAŞ