Fiber lazer ile temassız sertlik ölçüm sisteminin geliştirilmesi ve alüminyum alaşımlarının analizi
Development of a contactless hardness measurement system with fiber laser and analysis of aluminum alloys
- Tez No: 976037
- Danışmanlar: PROF. DR. BELGİN GENÇ ÖZTOPRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fiber lazer, Mikrosertlik, Fiber laser, Microhardness
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geleneksel sertlik ölçüm yöntemleri, düzgün yüzeyler gerektirir ve kapsamlı numune hazırlığına ihtiyaç duyar. Bunun yanı sıra, bu yöntemler operatör hatalarına açık ve zaman alıcıdır. Bu sınırlamaları aşmak için, hızlı, taşınabilir, tahribatsız ve gerçek zamanlı analiz sağlayan Lazerle Oluşturulan Plazma Spektroskopisi (LIBS) tabanlı temassız bir sertlik ölçüm sistemi geliştirilmiştir. LIBS, lazerle malzeme yüzeyinde plazma oluşturur ve bu plazmanın yaydığı spektral çizgileri analiz ederek malzemenin mikro yapısal özelliklerini belirler. Bu teknik, geleneksel yöntemlere kıyasla numune hazırlığını basitleştirir, hızlı sonuç verir ve uzaktan ölçüm olanağı sunar. Bu çalışmada, ısıl işlem uygulanmış Al2024-T3 ve Al7075-T6 alüminyum alaşımlarının sertlik ve mikro yapısal değişimleri değerlendirilmiştir. Numuneler, Al2024-T3 için 400°C'de (0, 6, 30 ve 60 dakika), Al7075-T6 için ise 250°C'de (0, 5, 15 ve 30 dakika) ısıl işleme tabi tutulmuştur. Başlangıç sertlik ölçümleri Vickers yöntemiyle yapılmış, ardından LIBS analizi Ocean Insight HR4PRO (High-Resolution Spectrometer) spektrometresi ile gerçekleştirilmiştir. Analizde magnezyum (Mg) ve bakır (Cu) gibi temel elementlerin spektral çizgileri incelenmiş ve spektral çizgi şiddet oranlarının değişimleri değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda, LIBS spektral verileri ile Vickers sertlik değerleri arasında bir korelasyon bulunmuştur. LIBS'in malzeme kimyası, ısıl işlem süreçleri ve mekanik özellikler arasındaki ilişkiyi anlamada güvenilir bir araç olduğu vurgulanmıştır. Bu çalışma, LIBS teknolojisinin malzeme karakterizasyonunda verimlilik ve doğruluğu artırma potansiyeline sahip olduğu değerlendirilmekte ve bu durumu destekleyen sonuçlar ortaya koyulmaktadır.
Özet (Çeviri)
Traditional hardness measurement methods (e.g., Vickers, Brinell) require smooth surfaces and extensive sample preparation. Additionally, these methods are prone to operator errors and are time-consuming. To overcome these limitations, a contactless hardness measurement system based on Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) was developed, offering rapid, portable, non-destructive, and real-time analysis. LIBS generates plasma on the material surface using a laser, analyzing the spectral lines emitted by the plasma to determine the chemical composition and microstructural properties of the material. Compared to conventional methods, this technique simplifies sample preparation, delivers faster results, and enables remote measurement. In this study, the hardness and microstructural changes of heat-treated Al2024-T3 and Al7075-T6 aluminum alloys were evaluated. The samples underwent heat treatment at 400°C for 0, 6, 30, and 60 minutes for Al2024-T3, and at 250°C for 0, 5, 15, and 30 minutes for Al7075-T6. Initial hardness measurements were conducted using the Vickers method, followed by LIBS analysis using the Ocean Insight HR4PRO (High-Resolution Spectrometer). The spectral lines of key elements such as magnesium (Mg) and copper (Cu) were analyzed, and changes in the intensity ratios of the spectral lines were evaluated. The study found a correlation between LIBS spectral data and Vickers hardness values. It was highlighted that LIBS is a reliable tool for understanding the relationships between material chemistry, heat treatment processes, and mechanical properties. This study demonstrates that LIBS technology has the potential to increase efficiency and accuracy in material characterization and results supporting this situation are presented.
Benzer Tezler
- Titanyum malzemelerde lazer ile üretilen renkli yüzeylerin optik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Analysis of optical and mechanical properties of colored surfaces produced by laser on titanium materials
ECEM ÇERKEZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektro-Optik Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERHAN AKMAN
- 915 nm dalga boyuna sahip yarıiletken lazer diyot kullanarak temassız lehimleme işlemi
Contactless soldering process using semiconductor laser diode with 915 nm wavelength
MURAT BURCCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI AYTEN KAYA
- Silindirik odaklı lazer hüzmeleri ile yüzey temizleme ve cam işleme çalışmaları
Surface cleaning and glass processing studies with cylindrical focused laser beam
TUĞBA TUNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Şekillendirilmiş lazer hüzmelerinin yüksek saçılmalı ortamla etkileşimleri
Interactions of shaped laser beams with highly scattering media
TANSU ERSOY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Nd: YAG lazerlerin farklı frekans ve güçlerde uygulanmasının insan osteoblast hücreleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Effects of Nd: YAG lazer irradiation at different parameters on osteoblast cell cultures
HACER DENİZ ARISU
Doktora
Türkçe
2004
Diş HekimliğiGazi ÜniversitesiDiş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. EMİN TÜRKÖZ