Parameter optimization for fabrication of titanium dioxide nanoparticle reinforced pua matrix photocatalytic composites to improve wear resistance
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: METEHAN DEMİRKOL
Danışman: Bedri Onur Küçükyıldırım
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Teknolojik gelişmeler boyunca imalat teknolojilerinde meydana gelen çığır açan olaylar, yeni teknolojik ilerlemelerin gerçekleştirilmesinde önemli rol oynamıştır. İmalat teknolojilerindeki söz konusu gelişmelerden biri olan eklemeli imalat; üretim ihtiyaçlarına en üst düzeyde esneklik ve çok yönlülük sunmuştur. Öte yandan böylesi iyileşmeler; beraberinde, eklemeli imalat ile üretilen parçaların mekanik özelliklerinin çoğunlukla geleneksel imalat yöntemleriyle elde edilebilen mekanik iyileştirmelerden yoksun olması gibi bazı dezavantajlar da getirmektedir. Bu dezavantajların üstesinden gelmek, söz konusu çalışma alanındaki başlıca amaçlardan biri haline gelmiş olup çözüm olarak eklemeli imalat uygulamalarda kompozit malzemelere başvurulmaktadır. Farklı bileşim ve morfolojiye sahip bazı malzemeler, istenen uygulama alanına göre potansiyel takviye malzemeleri olarak incelenmiştir. Bu malzemeler arasında titanyum dioksit nanopartikül kullanımı; beraberinde getirdiği yüksek dayanım, fotokatalitik özellik ve biyouyumluluk nedeniyle araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Yine de; şu ana kadar gerçekleştirilmiş çalışmalar göz önüne alındığında titanium dioksit nanopartikül miktarının mekanik özelliklere etkisinde, parça kalitesine etkiyen imalat parametreleriyle arasındaki sinerji ve ardında yatan nedenler yeteri kadar ele alınmamıştır. Bu çalışmanın amacı, değişken takviye miktarları ile üretim parametreleri arasındaki ilişkiyi ortaya koymak ve bu özelliklere etki eden parametreleri optimize ederek yüksek sürtünme ve aşınma karşıtı özelliklere sahip titanyum dioksit takviyeli nanokompozitler elde etmektir. Parametre optimizasyonu için, faktörlerin takviye miktarı, katman kalınlığı ve UV'ye maruz kalma süresi olarak seçildiği, her parametre kombinasyonu için üç tekrarlı bir L9 Taguchi deney tasarımı hazırlandı. Buna göre, homojen olarak dağılmış çözeltiler elde etmek için değişken miktarlarda takviye malzemelerine sahip nano reçineler prob sonikasyonu ile hazırlandı. Hazırlanan nano reçineler, deney tasarımında tanımlanan üretim parametreleri ile dijital ışık işleme (DLP) tipi bir 3 boyutlu yazıcıda kullanıldı. Basılan numuneler, sürtünme özelliklerini gözlemlemek için ball-on-disk testlerine tabi tutuldu. Aşınma izleri, aşınma özelliklerini gözlemlemek için taramalı elektron mikroskobu ile görüntülendi. Her numune için sürtünme katsayısı ve özgül aşınma oranı değerleri kaydedildi ve deneysel girdiler ve çıktılar arasındaki ilişkiyi, ve optimal parameter setini elde etmek için Taguchi deney tasarımının çıktıları olarak kullanıldı. Bu parametre setini doğrulamak için bir doğrulama testi de yapıldı. Hem sürtünme hem de aşınma özellikleri teorik temellerle birlikte değerlendirildi. Böylesi bir tez çalışmasının gerçekleştirilmesi ile eklemeli imalat ile üretilmiş kompozit parçalar optimize bir şekilde elde edilebilir ve sunulan deneysel işlemler bütünü, bundan sonraki ilgili tüm çalışmalarda uygulanabilir olacaktır. Bu çalışma aynı zamanda bu tür kompozit parçaların imalatı ve bu parçaların kayar sürtünme sistemlerinde kullanılması ile ilgili teorik temellerin sunulması açısından da bir bilgi kaynağıdır.