1,721,007 research outputs found
Production and characterization of reduced graphene oxide and carbon quantum dots filled polycaprolactone nanofibers
Full text linkBu tez kapsamında, hem indirgenmiş grafen oksit (RGO) hem de karbon kuantumu nokta (CQDs) dolgulu poli(ɛ-kaprolakton) (PCL) esaslı nanofiberlerin morfolojisi, termal, mekanik, elektriksel iletkenlik ve biyolojik özellikleri arasında karşılaştırmalı bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Katkısız PCL nanofiberi ile karşılaştırıldığında kristal boyutu değerleri, ağ. %1,5 ve %2,0 RGO içeriğinde %50,6 ve ağ. %1,5 CQDs içeriğinde %57,9 oranında arttığı tespit edilmiştir. Termal analiz sonuçları, hem RGO hem de CQDs dolgularının çekirdeklenme etkisi yarattığını ve termal kararlılığı arttırdığını göstermiştir. Elektron mikroskobu görüntülerinden RGO dolgu maddesi ilavesi ile ortalama nanofiber çapında artış, CQDs ilavesi ile ortalama nanofiber çapında azalma gözlenmiştir. PCL/RGO ve PCL/CQDs nanofiberlerin iletkenlik testi sonuçları yalıtkan özellikler sergilediklerini göstermiştir. Nanofiberlerin mekanik test sonuçları, PCL matriksinde RGO ve CQDs katkılarının homojen dağılımlarının yük aktarımını sağlayabilmelerine ve polimer-dolgu etkileşimi ile yapı içerisinde sıcaklık artarken bile boşluklar oluşmadan matrikste sertlik artışına sebep olduklarını göstermiştir. PCL/1.5CQDs nanofiberin katkısız PCL nanofiberi ile karşılaştırıldığında elastik modül %73 ve nanosertlik değerinde %160 artış, PCL/2CQDs nanofiberin depolama modülünde %210,79 ve kayıp modülünde %595,27 artışlar sergiledikleri tespit edilmiştir. Üretilen nanofiberlerin hidrofilik yapıları biyobozunurluğu arttırmıştır. 56 günün sonunda en yüksek % ağırlık kaybı değerleri ağ.% 2,0 RGO ve CQDs içeren nanofiberlerde sırasıyla %3,66 ve %3,75 değerlerinde gözlenmiştir. 7 günlük biyoaktivite testi sonucunda apatit kristallerinin mikroskop görüntüleri, EDS analiz sonuçlarında Ca/P oranları (1,48) ve 32,8° (211) ve 44,7°(222) düzlemlerine ait keskin pikler hidroksiapatit oluşumunu kanıtlamıştır. RGO ve CQDs dolgu maddelerinin oksidatif stres oluşturmaması nedeniyle nanofiberlerin antibakteriyel özellik göstermedikleri de belirlenmiştir.In this thesis, a comparative study between the morphology, the thermal, the mechanical, the electrical conductivity, and the biological properties of poly(ɛ-caprolactone) (PCL)-based electrospun nanofibers filled with both reduced graphene oxide (RGO) and carbon quantum dots (CQDs) is carried out. The crystal size value of the (200) plane increased by 50.6% at 1.5 and 2.0 wt% RGO contents and by 57.9% at 1.5 wt% CQDs content. Thermal analysis results showed that both RGO and CQDs fillers created a nucleation effect and increased thermal stability. From the Electron microscope images, an increase in the average nanofiber diameter with the addition of RGO filler and a decrease in the average nanofiber diameter with the addition of CQDs was observed. Conductivity test results of the PCL/RGO and PCL/CQDs nanofibers displayed insulating properties. Mechanical test results of nanofibers have shown that the homogeneous distribution of RGO and CQDs fillers in the PCL matrix could provide load transfer and that the polymer-filler interaction caused an increase in hardness in the matrix without the formation of voids even as the temperature increased in the structure. PCL/1.5CQDs nanofiber exhibited a 73% increase in elastic modulus and a 160% increase in nanohardness, while PCL/2CQDs nanofiber showed a 210.79% increase in storage modulus and a 595.27% increase in loss modulus compared to pure PCL nanofiber. The hydrophilic structure of the nanofibers increased biodegradability. At the end of 56 days, the highest % weight loss values were observed in nanofibers containing 2.0 wt% RGO and CQDs, at 3.66% and 3.75%, respectively. The formation of hydroxyapatite was revealed by the 7-day bioactivity test, electron microscope images of apatite crystals, Ca/P ratios (1.48) in the EDS analysis, and sharp peaks belonging to the 32.8° (211) – 44.7° (222) planes pattern results. The nanofibers did not show antibacterial properties due to the fact that RGO and CQDs fillers cannot create oxidative stress
Friction and wear behaviors of carbon derivative filled ultra high molecular weight polyethylene (PE) composite and hybrid composite coatings
Full text linkUltra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (PE) bileşenlerinin aşınması, kemik erimesine yol açan ve implantların ömrünü sınırlayan önemli bir dezavantaj olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle PE'nin tribolojik ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi üzerine yapılan çalışmalar devam etmektedir. Bu amaçla, gelişmiş sürtünme ve aşınma özelliklerine sahip PE esaslı kompozit malzemeler üretmek için dolgu maddesi olarak çeşitli karbon türevi katkı maddeleri (GNP, GO, CNT ve GNP-GO) kullanılmıştır. Öncelikle GNP, GO, CNT ve GNP-GO dolgularının farklı miktarları (ağ. %0,7, 1,0, 2,0 ve 3,0) PE matrisine ilave edilerek PE/GNP, PE/GO, PE/CNT kompozit ve PE/GNP-GO hibrit kompozit tozları sıvı faz ultrasonik karıştırma yöntemiyle üretilmiştir. Daha sonra bu tozlar sıcak pres kalıplama ile toz PE üzerine kaplanmıştır. Kompozit ve hibrit kompozit kaplamaların aşınma ve sürtünme davranışları, kuru kayma ve Hanks dengeli tuz çözeltisi ortamlarında, ileri-geri aşınma test cihazı ile karşı malzeme olarak paslanmaz çelik (316L) kullanılarak incelenmiştir. Kaplamaların mikroyapısal analiz sonuçları, kullanılan tüm dolguların polimer ile etkileşimini doğrulamıştır. En yüksek mikrosertlik değerleri ağ. %0,7 CNT, %3,0 GNP ve %1,0 GO içeriğine sahip kompozit kaplamalarda tespit edilmiştir. Kuru ve Hanks çözeltisi ortamlarında kaplamaların büyük çoğunluğu dolguların yağlayıcı etkisinden dolayı PE'den daha kararlı ve daha düşük sürtünme katsayısı değişimi göstermişlerdir. Kuru kayma koşullarında ağ. %3,0 GNP ve %1,0 GO, Hanks çözeltisi ortamında ise ağ. %0,7 CNT ilavesi PE'ye göre aşınma direncini geliştiren dolgu miktarları olmuştur. PE/GNP-GO hibrit kompozit kaplamaların mikroyapısal ve tribolojik analiz sonuçları GNP ve GO dolgularının sinerjik etkisini göstermiştir, ancak kaplamaların mikrosertlik değerlerinde ve aşınma dirençlerinde herhangi bir iyileşme sağlanamamıştır. Bu çalışma, PE yerine biyomalzeme olarak yüksek mikrosertliğe ve en az aşınma kalıntısına sahip PE/0.7CNT kompozit kaplamanın kullanılmasını önermektedir.The wear of ultra-high molecular weight polyethylene (PE) components is accepted as a major disadvantage leading to osteolysis and limiting the life of the implants. Therefore, the studies with regard to improve the tribological and mechanical properties of PE continues. For this aim, various carbon derivative additives (GNP, GO, CNT and GNP-GO) were used as fillers to produce PE based composites possessing advanced friction and wear properties. The PE/GNP, PE/GO, PE/CNT composite and PE/GNP-GO hybrid composite powders filled with different contents (0,1, 0,3, 1,0 and 2,0 wt.%) of GNP, GO, CNT and GNP-GO were fabricated by firstly liquid phase ultrasonic mixing. Then, these powders were coated on powder PE by hot press molding. The wear and friction behavior of composite and hybrid composite coatings were investigated in sliding against a stainless steel counterface (316L) and experiments carried out in a reciprocating friction testing machine in dry sliding and Hanks balanced salt solution environments. The microstructural analysis results of coatings confirmed that there was interaction between the all fillers and PE. The highest microhardness values were detected at composite coatings with 0,7wt.% CNT, 3,0 wt% GNP and 1,0 wt.% GO contents. The many majorities of coatings showed more stable and lower friction coefficient variation than the PE due to the lubricating effect of the fillers in dry sliding and Hanks solution environments. The coatings with 3,0 wt.% GNP and 1,0 wt.% GO under dry sliding condition and the coating with 0,7 wt.% CNT in the Hanks solution environment were the best filler amounts that improve wear resistance compared to PE. The synergistic effect of GNP and GO fillers were observed at the microstructural and tribological analysis results of PE/GNP-GO hybrid composite coatings, but any improvement was not achieved in their microhardness values and wear resistances. This study suggests the use of PE/0.7CNT composite coating that had high microhardness and the least wear debris as biomaterial instead of PE.Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi – BAP - 2020-02.BŞEÜ.03-04.Bilecik Seyh Edebali University Scientific Research Project - BAP - 2020-02.BŞEÜ.03-04
Production and characterization of ultra high molecular weight polyethylene (Uhmwpe) composites with reduced graphene oxide (Rgoc) using vitamin c.
Full text linkUltra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE), düşük sürtünme
katsayısı, yüksek aşınma direnci ve biyouyumluluğu ile yapay kalça ve diz
implantlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, düşük elastisite modülü, düşük
yük taşıma ve düşük yorulma önleme kapasitesi gibi bazı dezavantajlı özelliklerinden
dolayı uygulama alanı sınırlıdır ve UHMWPE bileşenlerinin aşınma ürünleri implant
kaybına sebep olmaktadır. Bu amaçla, C vitamini ile sentezlenen indirgenmiş grafen
oksit (RGOC) dolgusu, özellikle aşınmaya karşı gelişmiş özelliklere sahip kompozit
malzemeler üretmek için UHMWPE matriksine dahil edilmiştir. Kompozitlerin
mikroyapısal ve tribolojik özelliklerini araştırmak için RGOC dolgusunun farklı
ağırlıkça (ağ.) % değerleri (0.1, 0.3, 1.0 ve 2.0 ağ.%) ilave edilerek UHMWPE/RGOC
kompozitleri önce sıvı faz ultrasonik karıştırma ardından sıcak pres kalıplama ile
üretilmiştir. Kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışları, kuru kayma, saf su, serum
fizyolojik çözeltisi ve Hank sıvıları ortamlarında, ileri-geri aşınma test cihazı ile karşı
malzeme olarak Al2O3 bilye kullanılarak incelenmiştir. Kompozitlerin mikroyapısal
analizlerinin sonuçları, RGOC dolgusunun polimer matrikste iyi dağıldığını ve RGOCUHMWPE
arasındaki etkileşimi doğrulamıştır. UHMWPE/RGOC kompozitler saf su
ortamında serum fizyolojik çözeltisi ve Hank sıvıları ortamlarına göre saf su ve
RGOC’nin yağlayıcı etkisinden dolayı en düşük sürtünme katsayısı değerlerine sahip
olmuşlardır. Ancak serum fizyolojik çözeltisi ve Hank sıvılarının yüzey ıslatma
kabiliyetlerinin yüksek olması nedeniyle kuru kayma ve saf su ortamına göre
kompozitlerin aşınma hızı değerleri bu ortamlarda daha düşük bulunmuştur. Ayrıca
polimer matrikse RGOC ilavesi ile yorulma aşınması izleri tüm ortamlarda önemli
derecede azalmıştır. Yüksek sertliğe, en yüksek kristalliğe ve en az miktarda aşınma
ürünlerine sahip ağ.%1.0 RGOC içeren kompozitin tüm koşullarda en düşük sürtünme
katsayısı ve aşınma hızına sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda
UHMWPE yerine biyomalzeme olarak iyi tribolojik davranış sergileyen bu kompozitin
kullanılması önerilebilir.Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) has been broadly utilized
in hip and knee artificial implants due to its low friction coefficient, high wear
resistance and good biocompatibility. However some disadvantages such as its low
Young’s modulus, low load bearing and anti-fatigue capacity limit application areas and
wear debris of UHMWPE components also, cause implant failure. For this reason,
reduced graphene oxide (RGOC) filler that was reduced using vitamin C was used as
filler for the UHMWPE matrix to produce composite materials possessing advanced
properties especially against wear. UHMWPE composites filled with different loading
(0.1, 0.3, 1.0 and 2.0 wt.%) of RGOC were fabricated by firstly liquid phase ultrasonic
mixing and then hot press molding to investigate microstructural and tribological
properties. The wear and friction behavior of composites were investigated in sliding
against an Al2O3 counterface and experiments carried out in a reciprocating friction
testing machine under dry, distilled water, serum and Hank's solutions lubricating
conditions. The microstructural analysis results of composites showed that RGOC welldispersed
in polymer matrix and confirmed that there was interaction between the
RGOC and UHMWPE. UHMWPE/RGOC composites exhibited the lowest friction
coefficient under distilled water lubricating condition than serum and Hank's solutions
conditions, due to the lubricating effect of both distilled water and RGOC. But the
lowest wear rate values of composites were found in the serum and Hank's lubrication
conditions because the wettability of composites in these solutions was better than that
of distilled water and dry sliding conditions. Furthermore, fatigue wear tracks were
significantly reduced when RGOC was added in the polymer matrix at all lubrication
conditions. Composite with 1.0 wt.% RGOC had high hardness, the highest crystallinity
and the least wear debris resulting in the lowest friction coefficient and wear rate under
all lubricating conditions. This study suggests the use of this composite that had
excellent tribological behaviour as biomaterial instead of UHMWPE
Green synthesis of carbon quantum dots from rosa canina l. (K-CQDS), preparation of K-CQDS filled polycaprolacton films (PCL/KCQDS), investigation of theır mechanical and biodegradability properties
No full textBiyobozunur olmayan plastiklerin kullanımını azaltmak ve atık sorununu çözmek için
biyobozunur polimerlere yönelik büyük çabalar ve araştırmalar devam etmektedir. Son yıllarda,
biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler, sentetik çok yönlülüğü ve esneklik özellikleri
nedeniyle popülerlik kazanmıştır. PCL, iyi esnekliği, toksik olmaması, işlenme kolaylığı ve
diğer polimerlerle uyumluluğu ile bilinen sentetik ve hidrolitik olarak parçalanabilir bir
polyester grubu polimeridir. PCL' nin mekanik özelliklerinin yetersiz olması nedeniyle
kullanımı sınırlıdır. Mekanik özelliklerini iyileştirmek için dolgu maddeleri ile PCL bazlı
kompozitler veya nanokompozitler üretilmektedir. Özellikle karbon nano yapılar, mükemmel
fizikokimyasal, mekanik ve elektriksel özelliklerinden dolayı dolgu maddesi olarak yaygın
şekilde kullanılmaktadır. Üstün özellikli karbon nano yapılardan biri olan karbon kuantum nano
noktalar (CQDs) son yıllarda birçok çalışmanın odak noktası haline gelmiştir. Bu çalışmada,
K-CQDs örnekleri kuşburnu meyvesi (RoseCanina L.) kullanılarak hidrotermal yöntemle
sentezlenmiş ve gelişmiş mekanik, biyobozunur özelliklere sahip PCL film nanokompozitleri
üretmek için dolgu maddesi olarak kullanılmıştır. K-CQDs örneklerinin farklı miktarları
(ağırlıkça %0,3-, 0,5-; 1,2-, 2,0 ve 4,0) ilave edilerek PCL/K-CQDs film nanokompozitleri, sıvı
faz ultrasonik karıştırma yöntemiyle üretilmiştir. K-CQDs örneklerinin karakterizasyon
sonuçları, kuantum verimlerinin %23,8 olduğunu, yüzeylerinin oksijen içeren gruplarla
zenginleştiğini ve grafit faz yapısı sergilediğini göstermiştir.Yapısal analizin sonuçları, KCQDs
ve PCL matriks arasındaki arayüzey etkileşimlerinin yanı sıra PCL/K-CQDs filmlerinin
amorf yapılarını doğrulamıştır.Üretilen filmlerin mekanik özellikleri PCL ile
karşılaştırıldığında, PCL/K-CQDs-2.0 filmi %27,7 artışla en yüksek çekme mukavemeti
değerine (17,65 MPa), PCL/K-CQDs-4.0 filmi en yüksek akma mukavemeti (9,02 MPa; %40,9
artış) ve en yüksek mikrosertlik (4,80 HV0,025; %14,8 artış) değerlerine sahip olmuştur.
Biyobozunurluk testi sonuçları, PCL/K-CQDs filmlerinin, polimer-dolgu ara yüzey etkileşimi
ve amorf yapı nedeniyle PCL’ den daha düşük ağırlık kaybı sergilediklerini göstermiştir.Great efforts and investigations into biodegradable polymers are on going to decrease theuse of
non-biodegradable plastics and solve their waste problem. Inrecentyears, biodegradable
materials have gained popularity due to their synthetic versatility and flexible features. PCL is
a synthetic and hydrolytically degradable polyester grouppolymerknownforitsgoodflexibility,
non-toxicity, ease of processing, and compatibility with other polymers. Due to the insufficient
mechanical properties of PCL, its use is limited. To improve their mechanical properties, PCLbased
composites or nanocomposites have been produced with fillers. Carbon nanostructures
have been widely used as fillers due to their excellent physicochemical, mechanical, and
electrical properties. Carbonquantumnanodots (CQDs) areone of the carbon nano structures
with superior properties that have become the focus of many studies in recentyears. In this
study, K-CQDs samples were synthesized through a hydrothermal method using rosehip fruit
(Rose Canina L.) and used as filler to produce PCL film nanocomposites with improved
mechanical and biodegradable properties. The PCL/K-CQDs film nanocomposites filled with
different contents (0,3-, 0,5-, 1,2-, 2,0-, and 4,0 wt.%) of K-CQDs were produced vialiquid
phase ultra sonic mixing. The characterization results of K-CQDs samples showed that their
quantum yields were 23.8%, their surfaces were enriched with oxygen-containing groups, and
they exhibited a graphite phase structure. The results of the structural analysis confirmed the
interfacial interactions between the K-CQDs and the PCL matrix, as well as the amorphous
structures of the PCL/K-CQDs films. PCL/K-CQDs-2.0 film had the highest tensile strength
value (17.65 MPa) with a 27.7% increase, and PCL/K-CQDs-4.0 film had the highest yield
strength (9.02 MPa; a 40.9% increase) and the highest microhardness (4.80 HV0.025; a 14.8%
increase) compared to PCL. Biodegradability test results showed that PCL/K-CQDs
films exhibited lower weight loss than PCL due to polymer-filler interfacial interaction and
amorphous structure.Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) - 120M872.
The Scientific and Technological Research Council of Turkey - (TUBITAK) - 120M872.
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi - BAP - 2021-02.BŞEÜ.01-03.
Bilecik Seyh Edebali University Scientific Research Project - BAP - 2021-02.BŞEÜ.01-03
Mechanical Activation of Kaolin in İnhisar-Yakacık-Çaltı-Küre (Söğüt-Bilecik) Region
No full textBu çalışmada; İnhisar-Yakacık-Çaltı-Küre (Söğüt-Bilecik) Bölgesi Kaolin cevheri üzerine mekanik aktivasyonun etkileri incelenmiştir. 10μm tane boyuna sahip örnekler, 400 dev./dk. hızında gezegensel hareketli bilyalı değirmende (Planetary Ball Mill), çeşitli katı/bilya oranlarında (1/10, 1/20, 1/30) ve çeşitli sürelerde (0, 15, 30, 45, 60 dk.) aktive edilmiştir. Mekanik aktive edilen örneklerin yapısal özellikleri üzerine mekanik aktivasyonun etkisi, aktive edilmemiş örnek ile karşılaştırılarak incelenmiştir.
Mekanik aktive edilmemiş örneklerin XRF analiz sonuçlarından en yüksek kimyasal bileşiminin (% oksit) ağırlıkça % 72,64 SiO2 ve % 17,02 Al2O3 içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir. XRD analiz sonuçlarında aktivasyondan sonra piklerin şiddetlerinde önemli miktarlarda azalmalar kaydedilmiştir. SEM-EDS analiz sonuçları, aktive edilmemiş kaolinde küçük boyutlu tanelerin daha büyük taneler arasında yığıldığını göstermiştir. 45 dk. süre ile aktive edilmiş kaolin örneklerinde mikron boyutlu tanelere rastlanırken, 60 dk. süre ile aktive edilmiş kaolin örneklerinde ise kaolinin yanında aglomera olmuş tanelere de rastlanmıştır. Tane boyu analiz sonuçları ve BET analiz sonuçlarından, kaolinin spesifik yüzey alanının öğütme süresi arttıkça arttığı görülmüştür. Ancak, 45 dk. öğütme süresinin üzerinde (60 dk.) yüzey alanı değerlerinde meydana gelen düşmelerin (1/30 katı/bilya oranında 60 dk. süre ile mekanik aktive edilmiş kaolin de 6,2164 m2/g) taneler arasında meydana gelen aglomerasyondan kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. TGA-DSC analiz sonuçlarında ise mekanik aktive edilmiş örneklerde kütle kaybının daha düşük sıcaklıklarda meydana geldiğini görülmüştür.
Tüm analiz sonuçları incelendiğinde; öğütme süresinin, katı/bilya oranından daha etkili olduğu tespit edilmiş ve katı/bilya oranının 1/30 ve öğütme süresinin 45 dk. olduğu koşullarda mekanik aktivasyon işleminin daha başarılı olduğu sonucuna varılmıştırIn this study; the effects of mechanical activation on Kaolin of İnhisar-Yakacık-Çaltı-Küre (Söğüt-Bilecik) Region were investigated. Samples of 10μm grain size were activated in a planetary ball mill at 400 rpm at various solid/ball ratios (1/10, 1/20, 1/30) and various times(0, 15, 30, 45 , 60 min.). The effect of mechanical activation on the structural properties of the mechanically activated samples produced has been compared with the unactivated sample.
According to the XRF analysis results of the mechanically unactivated samples, it was determined that the highest chemical composition (% oxide) was 72,64% SiO2 and 17.02% Al2O3 by weight. The XRD analysis results showed that significant decreases in the intensity of the peaks after activation. The results of SEM-EDS analysis showed that in unactivated kaolin, micro-size grains were agglomerated between larger grains. Although micron-sized grains were encountered in kaolin samples activated for 45 min., agglomerated grains were also found in addition to kaolin in activated kaolin samples for 60 min. The results of particle size analysis and BET analysis, it was seen that the specific surface area of kaolin increased as the grinding time increased. However, the decreases in surface area values above the 45 min. grinding time (60 min.) was due to the agglomeration that occurs between the grains (1/30 solid/ball ratio, 6,2164 m2/g in mechanically activated kaolin for 60 min.). In the TGA-DSC analysis results, it was observed that the mass loss in mechanically activated samples occurred at lower temperatures.
All analysis results were examined and It was determined that the grinding time was more effective than the solid/ball ratio. It was concluded that the mechanical activation process of kaolin was more successful under the conditions 1/30 of solid/ball ratio and 45 min. of grinding time.Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi - BAP - 2021-01.BŞEÜ.11-05. Bilecik Seyh Edebali Üniversity Scientific Research Project - BAP - 2021-01.BŞEÜ.11-05
Nitrürleme İle Martenzitik Paslanmaz Çelik Kaplamaların Yüzey Özelliklerinin Geliştirilmesi
Full text linkSon yıllarda, ülkemizde paslanmaz çeliklere olan gereksinim her geçen gün artmaktadır. Paslanmaz çelikler sağladıkları korozyon direnciyle nükleer reaktör parçaları, açık deniz yapıları, uçak parçaları, civata ve dişliler gibi neredeyse her alanda kendilerine yer bulmaktadırlar. Geleneksel ark kaynağı tekniğine göre altlık malzeme üzerinde termal etkiyi en aza indiren ve mikron derinlikte kaplama imkânı sunan yüksek hızlı oksijen yakıt (HVOF) ile püskürtülen paslanmaz çelik kaplamaların en önemli uygulama alanları enerji santralleri, sıcak iş kalıbı ve takımlarının hasar gören yüzeylerin onarılmasıdır. Ancak bu kaplamaların düşük sertlik ve aşınmaya karşı gösterdikleri zayıf yüzey özellikleri endüstriyel alanlardaki kullanımlarını sınırlandırmaktadır.
Bu çalışmada, düşük karbonlu çelik üzerine HVOF püskürtme işlemi ile AISI 420 paslanmaz çelik kaplamanın davranışı incelenmiş, elde edile sonuçlar HVOF kaplama + pulse plazma nitrasyon ile kaplamanın birleşimi olan dubleks yüzey işlemiyle karşılaştırılmıştır. HVOF yöntemi ile püskürtülen AISI 420 paslanmaz çeliğin pulse plazma ile nitrürasyon işlemi 520C işlem sıcaklığı, 12saatlik işlem süresi ve % 75 N2-% 25 H2 gaz karışım oranında gerçekleştirilmiştir. Bu işlemlerden sonra mekanik özelliklerin tespit edilmesi için mikrosertlik ölçümleri, tribolojik özelliklerin belirlenmesi için ileri-geri aşınma deneyleri yapılmıştır. Ayrıca elektrokimyasal çalışmalar için potansiyostat cihazı, yapısal özelliklerin tespit edilmesi için X-Işınları Difraksiyonu (XRD), Optik Mikroskop (OM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, uygulanan dubleks yüzey işlemi AISI 420 paslanmaz çeliğin tribolojik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Pulse plazma ile nitrürasyon işleminin AISI 420 paslanmaz çeliğinin korozyon davranışı üzerine olumsuz etkileri olduğu belirlenmiştir.Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi - 2015-01.BŞEÜ.03-04.
Coordination of Scientific Research Projects (BAP) of the Bilecik Seyh Edebali University - 2015-01.BŞEÜ.03-04
Effect of electroless Ni-B, Ni-P/Ni-B VE Ni-B/Ni-P coatings on surface properties of AISI 316L stainless steel
Full text linkAISI 316L östenitik paslanmaz çelikler, birçok çözelti ortamında yüksek korozyon dirençleri nedeniyle farklı endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak düşük sertlikleri ve düşük aşınma dirençleri endüstriyel uygulamalar için dezavantajlı özellikleridir. Geleneksel nitrürleme ve ısıl işlem prosesleri ile sertlik ve aşınma direnci özellikleri iyileştirilmesine rağmen çözelti ortamlarında klorür iyonu saldırısından çok hızlı etkilenmeleri nedeniyle genellikle korozyon dirençleri azalmaktadır. Akımsız nikel alaşım kaplamaların sert, aşınmaya ve korozyona dirençli bir yüzey sağladığı bilinmektedir. Bu yüzden mevcut çalışmada, tek tabakalı Ni-B ve dubleks Ni-P/Ni-B ve Ni-B/Ni-P ile kaplanmış 316L’nin kuru ve %0,9 NaCl çözelti ortamlarında aşınma, korozyon ve tribokorozyon davranışlarının, kaplanmamış 316L ile karşılaştırılarak incelemesi amaçlanmıştır. XRD analizi sonuçları ile kaplamaların kristal ve amorf yapı karışımına sahip olduğu belirlenmiştir. Optik mikroskop kesit görüntüleri kaplamaların ara yüzeylerinin homojen ve tabakalar arasında iyi bir uyum sağlandığını göstermiştir. Ni-B ve Ni-P/Ni-B kaplamaların en yüksek sertlik ve yüzey pürüzlülüğü değerleri gösterdikleri tespit edilmiştir. Yüksek sertliğinden dolayı Ni-B kaplama, 316L ve diğer dubleks kaplamalara kıyasla kuru ve korozif aşınma ortamlarında en düşük aşınma hacmi ve aşınma hızı değerlerine sahip olmuştur. Ni-B kaplamanın taramalı elektron mikroskobu görüntüleri ise plastik deformasyona karşı direnci artırdığı ve temas yüzeyleri arasındaki yapışmayı engellediğini göstermiştir. En yüksek korozyon potansiyeline sahip kaplama Ni-P/Ni-B olmasına rağmen Ni-B kaplama bu kaplamaya yakın korozyon özellikleri sergilemiştir. Tüm test sonuçları mekanik etkinin korozyondan daha baskın olduğunu göstermiştir. Bu yüzden mekanik (aşınma) ve kimyasal (korozyon) işlemlerin bir arada olduğu proseslerde 316L çelik için Ni-B kaplama kullanılması önerilmiştir.The AISI 316L austenitic stainless steels are widely used in different industrial areas due to its very high corrosion resistance in many aqueous environments. However, their low hardness and low wear resistance are disadvantageous properties for possible industrial applications. Conventional nitriding and heat treatment processes improves the low hardness and wear resistance, but generally decreases the corrosion resistance due to affected very quickly from attack of chloride ion in aqueous solution. Electroless nickel alloy coatings are known for providing a hard, wear and corrosion resistant surface. Thus, the present study aimed to investigate the wear, corrosion and tribocorrosion behaviours of single layer Ni-B and duplex Ni-P/Ni-B and Ni-B/Ni-P coated on 316L steel in comparison with untreated 316L steel in dry and 0,9 wt.% NaCl solution environments. It was determined that the coatings had a mixture of crystal and amorphous structures with the results of XRD analysis. OM observations of crosssection showed that the duplex interfaces on the 316L were uniform and the compatibility between the layers were good. The coatings reached the highest hardness and surface roughness values by deposition of the Ni-B and Ni-P/Ni-B coatings. Ni-B coating due to its high hardness had the lowest wear volume and wear rate values in dry and corrosive wear environments compared to untreated 316L and other duplex coatings. SEM images of the Ni-B coating showed that it increased the resistance to plastic deformation and prevented the adhesion between the contact surfaces. Although the Ni-P/Ni-B coating had the highest corrosion potential, the Ni-B coating exhibited similar corrosion properties with this coating. All test results showed that the mechanical effect was more dominant than corrosion effect. The use of Ni-B can be suggested instead of duplex coatings for 316L steel in synergistic combination of mechanical (wear) and chemical (corrosion) processes.Bilecik Şeyh Edebali Üniversites
A comparison study on mechanical properties of PVC composites filled by graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO)
No full textGraphene derivatives (graphene oxide-GO, reduced graphene oxide-RGO, multi-layer grapheme-MLG, etc.) generally are considered to be extremely significant fillers to improve properties of polymer materials. In this work, the mechanical properties of the composites according to filler type and filler loading were investigated. The composites were prepared using GO, RGO as the fillers and polyvinyl chloride (PVC) as a matrix. The X-ray diffraction (XRD) studies on the composites showed that the GO and RGO layers well-dispersed in polymer matrix. The scanning electron microscopy (SEM) showed that the composite with RGO exhibited smooth and clean surfaces, but the surface images of the composite with GO showed highly porous morphology because of the good filler-matrix interaction. The composites at a high GO loading (1% wt.) and a low RGO loading (0.1% wt.) indicated a prominent improvement in the mechanical properties. When compared the unfilled PVC, the tensile strength of the composite with 1 wt.% loading of the GO and 0.1 wt.% loading of the RGO increased by 84% and 42%, respectively. The composite with RGO showed a higher microhardness value compared to that of the composite with GO, but the elongation at break of the composite with RGO decreased because RGO loading increased the brittleness of composite structure
İndirgenmiş Grafen Oksit’in Yeşil Sentezi için Optimum Parametrelerin Belirlenmesi
Full text linkGrafen oksit’ in (GO) kimyasal indirgenme reaksiyonu, ticari uygulamalarda grafenin düşük fiyatı ve büyük çaplı üretimi için etkili ve umut vadeden bir metoddur. Bu çalışmada, indirgeme elemanı olarak seçilen C vitamini ile indirgenmiş grafen oksit (RGO) sentezlenmiştir. RGO’ nun yapısal ve termal özellikleri üzerine optimum parametrelerin (C vitamini miktarı, pH, sonikasyon tipi) etkisi incelenmiştir. Örnekler üç farklı C vitamini miktarında (GO/C vitamini molar oranları =1, 1.5, 2), iki farklı pH değerinde (pH=~9 ve pH=~10) ve iki farklı sonikasyon tipi (ultrasonik banyo ve ultrasonik prob) kullanılarak hazırlanmıştır. Sonuç olarak, bütün RGO örneklerinin yapısal özelliklerinin birbirine benzer olduğu görülmüştür. Ancak, pH ~10’ da ve ultrasonik prob kullanılarak sentezlenen RGO örneği ortalama C vitamini değerinde en yüksek termal özelliklere sahip olmuştur. Bu çalışmanın sonuçlarına göre; zararlı indirgeyicilerin yerine, C vitamini çevreci uygulamalar için önerilebilir.The chemical reduction reaction of graphene oxide (GO) is a promising and effective method because of large scale production and low cost of graphene for commercial applications. In this study, a reduced graphene oxide (RGO) was synthesized by using vitamin C as a reduction agent. The effect of optimum parameters (vitamin C amount, pH and sonication type) on structural and thermal properties of RGO was investigated. The samples were prepared by vitamin C at three different amounts (molar ratios of GO/vitamin C = 1, 1.5, 2), two different pH values (pH=~9 and pH=~10) and using two different sonication types (ultrasonic bath and prob). As a result, the structural properties of all RGO samples were similar. But when the pH value was ~10 and using ultrasonic prob, the RGO sample had the highest thermal properties at middle value of vitamin C. According to results of this study, instead of harmful agents, vitamin C can be suggested for environmentalist applications.Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi - 2017-02.BŞEÜ.11-01.
Coordination of Scientific Research Projects (BAP) of the Bilecik Seyh Edebali University - 2017-02.BŞEÜ.11-01
POLİAMİD 6/GRAFEN NANOTABAKALI (PA6/GNP) KOMPOZİTLERİN TERMO-MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN KARAKTERİZASYONU
Full text linkBu çalışmada, Poliamid 6/Grafen Nanotabakalı (PA6/GNP) kompozitlerin yapısal ve termo-mekaniközelliklerine dolgu maddesi olarak kullanılan nanotabakalı grafen partiküllerinin etkisi incelenmiştir. Bu amaçlaçift vidalı ekstrüzyon cihazı ile eriyik harmanlama yöntemi kullanılarak PA6/GNP kompozitleri hazırlanmıştır.Kompozitler enjeksiyonlu kalıplama yöntemi kullanılarak test numunesi haline getirilmiştir. XRD ve DSC analizsonuçları γ kristal fazının kompozitlerde baskın olduğunu göstermiştir. GNP katkılı PA6 kompozitlerin katkısızPA6’ ya göre termal olarak daha kararlı oldukları TGA analiz sonuçları ile belirlenmiştir. Kompozitlerin yeni vebaskın kristal yapıları sayesinde termo-mekanik özelliklerinin iyileştiği sonucuna ulaşılmıştır
- …
