İletken parçacık katkılı polimer filament üretimi ve eklemeli imalat yöntemi ile elde edilen ürünün elektriksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the electrical and mechanical properties of products obtained by additive manufacturing using conductive particle-reinforced polymer filament
- Tez No: 995002
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ENES ASLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: PETG, Bakır Oksit (CuO), Eriyik Yığma Modelleme (FDM), PETG, Copper Oxide (CuO), Fused Deposition Modeling (FDM)
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, bakır oksit (CuO) nanopartikül katkısının Eriyik Yığma Modelleme (FDM) yöntemiyle üretilmiş Polietilen Tereftalat Glikol (PETG) polimer malzemenin mekanik, tribolojik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Saf ve ağırlıkça %0,5, %1, %1,5 oranlarında CuO katkılı PETG kompozit filamentler hazırlanmış ve %25, %50, %75 ve %100 dolgunluk oranlarında standart numuneler üretilmiştir. Mekanik test sonuçları, dolgunluk oranının artmasıyla tüm numunelerde dayanımın yükseldiğini göstermiştir. Saf PETG'de çekme dayanımı %25 dolgunlukta yaklaşık 23 MPa iken %100 dolgunlukta 48 MPa'a ulaşmıştır. %1 CuO katkılı PETG numunelerde çentiksiz Charpy darbe dayanımı %100 dolgunlukta 27,80 kJ/m² olarak ölçülmüş, düşük ve orta dolgunluk oranlarında ise yerel gevrekleşme eğilimleri gözlenmiştir. Sertlik ölçümlerinde, %1 CuO katkılı numunelerde Shore D sertliği %75 dolgunlukta 77 ile maksimum seviyeye ulaşmıştır. Tribolojik testler, CuO nanopartikül katkısının sürtünme katsayısını düşürdüğünü ortaya koymuştur. %1 CuO katkılı PETG numunelerde sürtünme katsayısı %25 dolgunlukta 0,182 iken %100 dolgunlukta 0,165'e gerileyerek yaklaşık %10 oranında azalmıştır. Elektriksel ölçümler, CuO katkı oranının artmasıyla PETG'nin yalıtkan karakterinin kademeli olarak zayıfladığını göstermiştir. %1 CuO katkılı numunelerde empedans değerleri %25 dolgunlukta 1,6×10⁹ Ohm iken %100 dolgunlukta 8×10⁸ Ohm'a düşmüş, %1,5 CuO katkılı numunelerde ise empedansın 10⁸ Ohm mertebesine gerilemesiyle yarı iletken davranışa en yakın elektriksel özellikler elde edilmiştir. Ancak bu katkı seviyesinde mekanik özelliklerde düzensizlikler gözlenmiştir. CuO nanopartikül katkısının PETG'nin özelliklerini çok yönlü biçimde modifiye edebildiği; mekanik ve tribolojik performans için %1 CuO, elektriksel performans için ise %1,5 CuO katkı oranının öne çıktığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of copper oxide (CuO) nanoparticle reinforcement on the mechanical, tribological, and electrical properties of polyethylene terephthalate glycol (PETG) polymer materials produced by the Fused Deposition Modeling (FDM) method were experimentally investigated. Pure PETG and CuO-reinforced PETG composite filaments containing 0.5 wt.%, 1 wt.%, and 1.5 wt.% CuO were prepared, and standard specimens were manufactured at infill ratios of 25%, 50%, 75%, and 100%. Mechanical test results indicated that increasing the infill ratio led to improved strength in all specimens. For pure PETG, the tensile strength increased from approximately 23 MPa at 25% infill to 48 MPa at 100% infill. For PETG specimens reinforced with 1 wt.% CuO, the notched Charpy impact strength reached 27.80 kJ/m² at 100% infill, while local embrittlement tendencies were observed at low and intermediate infill ratios. Hardness measurements showed that Shore D hardness of the 1 wt.% CuO-reinforced specimens reached a maximum value of 77 at 75% infill. Tribological tests revealed that CuO nanoparticle reinforcement reduced the coefficient of friction; for 1 wt.% CuO-reinforced PETG, the coefficient of friction decreased from 0.182 at 25% infill to 0.165 at 100% infill, corresponding to an improvement of approximately 10%. Electrical measurements demonstrated that increasing CuO content gradually weakened the insulating character of PETG. For specimens containing 1 wt.% CuO, impedance values decreased from 1.6×10⁹ ohm at 25% infill to 8×10⁸ ohm at 100% infill, while specimens with 1.5 wt.% CuO exhibited impedance values on the order of 10⁸ ohm, indicating electrical behavior closest to that of a semiconductor. However, at this reinforcement level, irregularities in mechanical properties were observed. Overall, the results indicate that CuO nanoparticle reinforcement can effectively modify the properties of PETG, with 1 wt.% CuO being optimal for mechanical and tribological performance and 1.5 wt.% CuO being more suitable for electrical performance.
Benzer Tezler
- Dopamin tayini için ZnO nanoyapı içeren 3 boyutlu baskılanmış elektrotların üretilmesi
Fabrication of 3D printed electrodes with ZnO nanostructures for dopamine detection
ABDURRAHMAN TAHA GÜLDEREN
Doktora
Türkçe
2025
KimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ÖZTEKİN
- Enhancement of thermal, electrical and optical properties of zinc oxide filled polymer matrix nano composites
Çinko oksit katkılı polimer matrisli nano kompozitlerin termal, elektrik, ve optik özelliklerinin geliştirilmesi
FİLİZ ÖZMIHÇI ÖMÜRLÜ
Doktora
İngilizce
2009
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BALKÖSE
- PEM yakıt hücreleri için kompozit membran üretimi
Producing of composite membrane for PEM fuel cells
AYŞE BETÜL DENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE ASLAN
- Aluminum nitride and boron nitride based multifunctional micro/nano particles for thermal interface materials
Termal arayüz malzemeleri için alüminyum nitrür ve bor nitrür esaslı çok fonksiyonlu mikro/nano parçacıklar
ÖZLEM EVREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE BALCI
- Yüzey pürüzlülüğü farklı metalik yüzeylerin yeşil yaklaşımla sentezlenen çinko oksit nanoyapılarla kaplanması ve özelliklerinin incelenmesi
Coating of metallic surfaces with different surface roughness with zinc oxide nano-structures synthesized with a green approach and investigation of their properties
TUGÇE DİLBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURAY BEKÖZ ÜLLEN