Geri Dön

Şerit döküm yöntemiyle grafen takviyeli Ti6Al4V kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Production and characterization of Ti6Al4V composites by tape casting method

PDF İndir

  1. Tez No: 865899
  2. Yazar: EMİNE ÖZLEM DENGİZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 123

Özet

Titanyum (Ti) ve alaşımları yüksek özgül mukavemet, düşük yoğunluk, yüksek kimyasal direnç ve aynı zamanda iyi biyouyumluluk sergiler. Bu özellikler de onları biyomedikal uygulamalar, uzay ve havacılık gibi alanlarda temel yapısal malzeme konumuna getirmiştir. Ti alaşımlarından üretilen tek katmanlı ve çok katmanlı levhalar bu uygulama alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu doktora tezinde Ti6Al4V (Ti64) alaşımının şerit döküm yöntemiyle grafen katkılı çok katmanlı kompozit levha formunda üretilmesi ve üretilen malzemenin karakterizasyon çalışmalarının yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, bir takım fiziksel ve mekanik özelliklerinin güçlendirilmesi için Ti64 matris içerisine farklı oranlarda grafen takviyesi yapılmıştır. Şerit döküm yönteminde birtakım bağlayıcı, plastikleştirici ve çözücü organiklerin en uygun oranlarda ilavesiyle akışkan kıvama getirilen döküm çamuru bir altlık üzerine ince şeritler halinde dökülerek, sıyırıcı bir bıçak yardımıyla yayılır ve kurutma işlemi gerçekleştirilir. Bu çalışmada şerit döküm çamuru parametrelerinin en uygun koşullarda sağlandığı karışım oranı; %60 Ti64, %10 etanol, %10 ksilen, %3 PVB, %1 PEG ve %16 MEK kullanılan bileşim olmuştur. Döküm altlık malzemesi olarak mylar film kullanımı en iyi sonucu vermiştir. Şerit döküm yönteminde kullanılan döküm düzeneği de yine bu tez çalışması kapsamında tasarlanıp üretilerek kompozitlerin üretimi için faaliyete geçirilmiştir. 0,933x10-5 mm3/Nm değeri ile en düşük aşınma oranı 30-G numunesinde görülmektedir. Kompozitlerin üretilmesi sonrası aşınma dayanımı ve sertlik ölçümü gibi mekanik testler, termal iletkenlik davranışının incelenmesi ve içyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Böylece grafen takviyesinin uygulanma biçiminin ve takviye miktarının kompozit malzemenin özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. SEM görüntülerine göre, presleme basıncının artmasıyla birlikte daha homojen ve yoğun bir malzeme yapısı görülmektedir. Gözeneklilik ise basınç artışı ile birlikte büyük oranda azalmıştır. En yüksek sertlik değeri 676,87 HV0,1 ile %0,45 grafen takviyesinde ölçülmüştür. Termal iletkenlik davranışına göre, 30-G kodlu numune en yüksek termal iletkenlik özelliği sergilemiştir. Çalışmanın sonucunda, grafen takviyesinin Ti64 malzemesinin termal iletkenliğini, aşınma dayanımını ve sertlik değerini artırıcı bir etki yarattığı ortaya konulmuştur.

Özet (Çeviri)

Titanium (Ti) and its alloys exhibit high specific strength, low density, high chemical resistance as well as good biocompatibility. These properties have made them the basic structural material in fields such as biomedical applications, space and aviation. Single-layer and multi-layer plates produced from Ti alloys are frequently used in these application areas. In this doctoral thesis, it is aimed to produce Ti6Al4V (Ti64) alloy in the form of graphene-added multilayer composite sheet by strip casting method and to carry out characterization studies of the produced material. For this purpose, different amounts of graphene were reinforced into the Ti64 matrix to strengthen some of its physical and mechanical properties. In the strip casting method, the casting sludge, which is brought to a fluid consistency by adding some binders, plasticizers and solvent organics in the most appropriate proportions, is poured into thin strips on a substrate, spread with the help of a scraper blade and the drying process is carried out. In this study, the mixing ratio at which the strip casting mud parameters are provided under the most suitable conditions is; The composition used was 60% Ti64, 10% ethanol, 10% xylene, 3% PVB, 1% PEG and 16% MEK. Using mylar film as a casting base material gave the best results. The casting mechanism used in the strip casting method was also designed and produced within the scope of this thesis study and put into operation for the production of composites. The lowest wear rate with a value of 0.933x10-5 mm3/Nm is seen in the 30-G sample. After the production of the composites, mechanical tests such as wear resistance and hardness measurement, examination of thermal conductivity behavior and internal structure examinations were carried out. Thus, the effect of the application method of graphene reinforcement and the amount of reinforcement on the properties of the composite material was examined. According to SEM images, a more homogeneous and dense material structure is observed as the pressing pressure increases. Porosity decreased significantly with increasing pressure. The highest hardness value was measured in 0.45% graphene reinforcement with 676.87 HV0.1. According to the thermal conductivity behavior, the sample coded 30-G exhibited the highest thermal conductivity. As a result of the study, it was revealed that graphene reinforcement had an increasing effect on the thermal conductivity, wear resistance and hardness value of the Ti64 material.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    802179

    Savunma sanayii uygulamalarına yönelik grafen takviyeli bor karbür yapıların sps yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of graphene reinforced boron carbide structures for defense industry applications by sps method

    YİĞİT ORKUN AYDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER

  2. Tez No

    657921

    Toz metalurjisi ile üretilen demir matrisli metallere grafen ve grafit ilavesinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin karşılaştırılması

    Comparison of the effects of graphene and graphite addition on microstructure and mechanical properties of iron matrix metals via powder metallurgy

    AHMET NUSREV TANRIVERDİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mühendislik BilimleriKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN

    DR. YASİN AKGÜL

  3. Tez No

    802703

    Süper kapasitörler için bağlayıcısız nikel içeren grafen köpük elektrotunun tek adımda hazırlanması

    One-step preparation of binder-free nickel containinggraphene foam electrode for supercapacitors

    AZIZ AHMAD KARIMI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimyaİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERAFETTİN DEMİÇ

    DOÇ. DR. BURAK GÜLTEKİN

  4. Tez No

    558018

    %3,5 karbon nanotüp içeren borkarbür yapısına değişen oranlarda grafen nanoplaka ilavesi ile oluşan kompozitlerin SPS yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of boron carbide - 3,5% carbon nanotube composites with additional variant amounts of graphene nanoplatelet prepared by SPS

    ERDEM BALCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER

  5. Tez No

    835382

    Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide

    Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler

    İLKNUR BOZKAYA GERGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

Geri Dön