Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
39 results
Search Results
Research Project Seramik matriks kompozitlerin düşük sıcaklıklarda polimer piroliz yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2004) Tanoğlu, Metin; Akkaş, Hatice Deniz; Öveçoğlu, M. LütfiSeramik matriks kompozit (SMK) ler önseramik polimerlerin pirolitik dönüşümü kullanılarak geliştirilmiştir. İlk olarak, fenil (PPS) ve metil (PMS) ihtiva eden polisiloksanlar, ısıl dönüşümleri ve faz oluşumlarının incelenmesi için dolgu malzemesi ilave edilmeden, değişik piroliz sıcaklıklarında (900-1500°C) ve argon atmosferinde piroliz prosesine tabi tutulmuştur. Bunun sonucunda, 1300°C'ye kadar inert atmosferde gerçekleşen piroliz ile polimerlerin amorf silikon oksikarbür (SiOxCy) seramiklerine dönüştüğü gözlenmiştir. Daha yüksek sıcaklıklardaki dönüşümler beta -SiC kristallerinin oluşumuna sebep olmuştur. SMK'lar, ağırlıkça % 60-80 oranında değişen aktif ve inert dolgular ilave edilerek 15 MPa basınç altında sıcak preslemeyle polimerize edilmiş, inert argon ve reaktif azot atmosferinde 900-15 00°C arasındaki sıcaklıklarda piroliz ile üretilmiştir. Dolgu tipi ve oranının, piroliz sıcaklığı ve atmosferin faz oluşumlarına etkileri XRD, SEM-EDX ve TGA yöntemleriyle incelenmiştir. Sonuçlar, Ti gibi aktif bir dolgu maddesinin kullanılması durumunda aktif dolgunun polimerin bozunma ürünleri ile reaksiyonu sonucu amorf matriks içerisinde TiC, TiSi, ve TiO v.b. kristallerin oluştuğunu göstermiştir. Bunun yanında, inert SiC ilaveli kompozitlerde herhangi yeni faz oluşumu gözlenmemiştir. Aktif dolgu kontrollü polimer piroliz (AFCOP) tekniğinin etkilerini incelemek için SMK'ların kütle kaybı ve yoğunluk artışı değerleri ölçülmüştür. Seramik yapılara aktif dolgu ilave edilmesi durumunda, polimer oranının düşmesi ve dolgu malzemesi ile polimer arasındaki reaksiyonların sonucu olarak kütle değişimleri belirgin şekilde etkilenmiştir. Dolgusuz PPS ve PMS numunelerinde 1500°C'de piroliz işlemi sonucu ölçülen % 27 ve 17 'lik kütle kaybının, kompozit sistemlerinde % 2 seviyelerine kadar düştüğü görülmüştür. Vickers Sertlik testleri ile yapılan mekanik özellik karakterizasyonları SiOC esaslı seramiklerin maksimum sertlik değerlerine (dolgusuz PPS için 8.88 GPa, dolgusuz PMS için 10.67 GPa) çatlaksız ve en az gözenek içeren numunelerin üretildiği optimum sıcaklık olan 1100°C'de ulaşıldığını göstermiştir. Ti ilaveli kompozit sistemlerde ise sertlik değerleri 14 GPa kadar çıkmıştır.Research Project Çoklu alüminyum kapalı hücreli köpük dolu alüminyum ve polimerik kompozit tüplerin ezilme davranışlarının belirlenmesi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Güden, Mustafa; Tanoğlu, Metin; Kavi, Halit; Yüksel, SinanBu projede alüminyum (Al) ve polisitren kapalı hücreli köpük dolu boş, ikili tüp ve çok tüplü geometrilerin ve boş kompozit, hibrid kompozit/metal ve alüminyum köpük dolu kompozit ve hibrid tüplerin statik hızlarda ezilme davranışları deneysel incelenmiştir. Al köpük dolumu ile Al tüplerde ezilme modu simetrik moda dönüşmüştür. Daha düşük plato gerilmesine sahip polisitren köpük dolumu ise karışık mod ile sonuçlanmıştır. Tüplerde oluşan deformasyon mod değişimi, köpük dolgunun tüpün kalmlılığını artırma etkisinden kaynaklanmaktadır. Köpük dolgusunun boş Al tüplere etkilere şöyle sıralanabilir: (a) ortalama yük boş tüp ve köpüğün ortalama yüklerinin toplamının üzerine çıkmakta (etkileşim etkisi) ve tüp katlanma uzunluğu azalmaktadır. Benzer sonuçlar ikili tüplerde de görülmüştür. Boş tüplere benzer olarak altıgen ve kübik paketli tüplerde köpük dolgusu deformasyon modunu elmastan simetrik deformasyona çevirmiştir. Paketlenmiş boş tüplerde ortalama ezilme yükü eşit sayıdaki boş tüplerin ezilme yüklerinin toplamından daha yüksektir. Ortalama ezilme yükündeki bu artış, tüpler arasında ve tüpler ve kalıp duvarları arasındaki sürtünme ve sınırlamaların sonucudur. Tekli Al tüplerde köpüğün güçlendirme katsayısı 1,7 bulunmuştur. Bu değer daha önce kare tüpler için belirlenen 1,8 değeri ile uyuşmaktadır. Ancak çoklu tüplerde güçlendirme etkisi tekli tüplerden daha yüksektir. İkili Al tüplerin güçlendirme etkisi çoklu tüplerle benzerdir. Dolayısıyla her iki geometride köpük dolu tüplerde güçlendirme etkisini artırmak için kullanılabilir. Köpük dolu tüplerde enerji emme boş tüp ve köpüğün enerjilerinin toplamından daha yüksektir. Ancak boş tüpün kalınlığının artırılması ile karşılaştırıldığında, köpük dolu tüplerin enerji emme miktarı kalın tüpten daha düşüktür. Bu çalışma sonucunda verimli tüp dolgusu tasarımında, güçlendirme etkisinin ve plato gerilmesinin esas alınarak uygun tüp-köpük kombinizasyonun seçiminin önemi ortaya çıkmıştır. Etkin köpük dolgusu için seçilen köpüğün yoğunluğunun kritik bir değerin üzerinde olması gerekmektedir. Çoklu paketli tüplerde köpük dolgusuyla ulaşılan spesifik enerji emme (SAE) değerleri boş tüpten daha yüksek olmamasına karşın, çoklu tüp geometrileri benzer köpük yoğunluklarmdaki köpük dolu tek tüplerden daha yüksek SAE değerlerine sahiptirler. Bu ise çoklu tüplerin deformasyonu esnasında oluşan sürtünme ve sınırlamalardan kaynaklanmaktadır.Kompozit boş tüplerde iki farklı ezilme modu gözlenmiştir: ilerleyen ezilme ve katastropik kırılma (basma bantları). İlerleyen ezilme daha yüksek ortalama yük ve SAE değerleri ile sonuçlanmıştır.Research Project Üstüniletken MgB2 tellerin üretimi ve karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Okur, Salih; Özyüzer, Lütfi; Abukay, Doğan; Emirdağ, Mehtap; Tanoğlu, Metin; Eğilmez, MehmetMgB2 alaşımının 39 K lik Tc kritik sıcaklığına sahip bir üstüniletken olduğunun 2001 de keşfedilmesi çok iyi üstüniletken olduğu bilinen NbTi ve NbsSn malzemelerinin yanısıra uygulamaya daha yakın yeni bir üstüniletken malzeme olma ümidini de artırmıştır. O günden bu güne MgB2 üstüniletken tellerin üretilmesi konusunda çok etkileyici bir aşama kaydedilmiştir. Daha yüksek kritik akım yoğunluğuna ulaşmak için gerekli parametrelerin araştırılması konusunda birkaç teknik geliştirilmiştir. Bunların arasında 'tüp içinde toz ' (TIT) adı verilen metot diğerlerine göre daha pratik ve ümit verici gözükmektedir. Bazı metal ve alaşımların TIT işleminde kılıf malzeme olarak kullanılmaya uygun bulunmuştur. Bunlardan demir ve alaşımları kısmen MgB2 özelliğini bozmadığı gibi manyetik ekranlama yaparak dış manyetik alanların kritik akım üzerindeki yan etkilerini azaltarak daha yüksek değerlere ulaşılmıştır. TIT yöntemi ile MgB2 üretimi sırasında iki farklı teknik vardır. Birisinde reaktif MgB2 tozlar kulanılırken diğerinde belli kimyasal oranlarda karıştırılmış reaktif olmayan Mg+2B tozları kullanılmaktadır. Daha sonra bu tozlar reaksiyon yapmayan bir tüp veya kapsül içine kapatılıp 900 ile 1000 °C civarında belirli bir süre tavlanmaktadır. Bu yöntem ile Demir kılıflı MgB2 üstüniletken tellerinden 15 K de 10 A/cm civarında bir Jc kritik akım yoğunluğuna ulaşılmıştır. Bu projede ilk adım olarak borik asitten M&B2 elde edilmiş ve elde edilen MgB2 in yapısını XRD ve SEM EDX mikroskopu ile karakterize edilmiştir. Uygun bir saflığa sahip MgB2 e ulaşıldığında elektriksel ve manyetik özellikleri pellet haline getirilip incelenmiştir, ikinci adımda ise üretilen MgB2 tozlarından üstüniletken MgB2 tel ve teyplerin TIT yöntemi ile üretilmiştir ve Cu, Fe, ve paslanmaz çelik gibi MgB2 ile etkileşmeyen malzemeler kılıf olarak kullanılanarak üretilmeye çalışılmış ve bu üstüniletken MgB2 tellerin özdirenç ve manyetik alana bağlı olarak kritik akım (Jc) karakteristiğinin sıcaklığa bağımlılığı incelenmiştir.Research Project Üstüniletken magnezyum borür (MgB2) tellerinin yüksek akım ve yüksek manyetik alan uygulamaları için geliştirilmesi(2008) Okur, Salih; Tarhan, Enver; Büyükköse, Serkan; Özyüzer, Lütfi; Tanoğlu, Metin; Emirdağ, Mehtap[No Abstract Available]Research Project Nanokompozit malzemelerin polimer ve tabakalı kil yapılardan geliştirilmesi ve karakterizasyonu(2009) Tanoğlu, Metin; Okur, Salih[No Abstract Available]Article Citation - WoS: 18Citation - Scopus: 20Thermal Curing Behavior of Mwcnt Modified Vinyl Ester-Polyester Resin Suspensions Prepared With 3-Roll Milling Technique(John Wiley and Sons Inc., 2009) Seyhan, Abdullah Tuğrul; De La Vega, Alejandra; Tanoğlu, Metin; Schulte, KarlThis study aims to investigate the curing behavior of a vinyl ester-polyester resin suspensions containing 0.3 wt % of multiwalled carbon nanotubes with and without amine functional groups (MWCNTs and MWCNT-NH2). For this purpose, various analytical techniques, including Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier infrared spectroscopy (FTIR), Raman Spectroscopy, and Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) were conducted. The resin suspensions with carbon nanotubes (CNTs) were prepared via 3-roll milling technique. DSC measurements showed that resin suspensions containing CNTs exhibited higher heat of cure (Q), besides lower activation energy (Ea) when compared with neat resin. For the sake of simplicity of interpretation, FTIR investigations were performed on neat vinyl ester resin suspensions containing the same amount of CNTs as resin. As a result, the individual fractional conversion rates of styrene and vinyl ester were interestingly found to be altered dependent on MWCNTs and MWCNT-NH2. The findings obtained from RS measurements of the cured samples are highly proportional to those obtained from FTIR measurements. TGA measurements revealed that CNT modified nanocomposites have higher activation energy of degradation (Ed) compared with the cured polymer. The findings obtained revealed that CNTs with and without amine functional groups alter overall thermal curing response of the surrounding matrix resin, which may probably impart distinctive characteristics to mechanical behavior of the corresponding nanocomposites achieved.Conference Object Effect of Blending Conditions on the Properties of Epdm/Organoclay Nanocomposites(IOM Communications Ltd., 2009) Karşal, Çiçek; Tanoğlu, Metin; Odabaş, Sibel; Ersoy, Osman G.; Karakaya, NurselThe effects of blending conditions on the microstructural and mechanical properties of EPDM / organo modified montmorillonite (OMMT) nanocomposites at various clay loadings were investigated. The effects of the processing conditions were manifested in both the morphology and mechanical properties, which showed significant increase when optimized process conditions are applied.Article Citation - WoS: 38Citation - Scopus: 42Layered Clay/Epoxy Nanocomposites: Thermomechanical, Flame Retardancy, and Optical Properties(John Wiley and Sons Inc., 2008) Kaya, Elçin; Tanoğlu, Metin; Okur, SalihIn this study, layered clay/polymer nano-composites were developed based on epoxy resins and montmorillonite as the nanoplatelet reinforcement. Clay particles were treated with hexadecyltrimethylammonium chloride (HTCA) through an ion exchange reaction. In this way, Na+ interlay er cations of the clay is exchanged with onium cation of the surfactant that turns the hydrophilic clays (MMT) to organophilic (OMMT) characteristics. Thermal analysis results revealed that the glass transition temperature (Tg) and the dynamic mechanical properties including the storage and loss modulus of the neat epoxy resin increases by the incorporation of clay particles. It was also found that flame resistance of the polymer is improved by the addition of the clay particles.Article Citation - WoS: 73Citation - Scopus: 92Tensile Mechanical Behavior and Fracture Toughness of Mwcnt and Dwcnt Modified Vinyl-ester/Polyester Hybrid Nanocomposites Produced by 3-Roll Milling(Elsevier Ltd., 2009) Seyhan, Abdullah Tuğrul; Tanoğlu, Metin; Schulte, KarlThis study aims to investigate the tensile mechanical behavior and fracture toughness of vinyl-ester/polyester hybrid nanocomposites containing various types of nanofillers, including multi- and double-walled carbon nanotubes with and without amine functional groups (MWCNTs, DWCNTs, MWCNT-NH2 and DWCNT-NH2). To prepare the resin suspensions, very low contents (0.05, 0.1 and 0.3 wt.%) of carbon nanotubes (CNTs) were dispersed within a specially synthesized styrene-free polyester resin, conducting 3-roll milling technique. The collected resin stuff was subsequently blended with vinyl-ester via mechanical stirring to achieve final suspensions prior to polymerization. Nanocomposites containing MWCNTs and MWCNT-NH2 were found to exhibit higher tensile strength and modulus as well as larger fracture toughness and fracture energy compared to neat hybrid polymer. However, incorporation of similar contents of DWCNTs and DWCNT-NH2 into the hybrid resin did not reflect the same improvement in the corresponding mechanical properties. Furthermore, experimentally measured elastic moduli of the nanocomposites containing DWCNTs, DWCNT-NH2, MWCNTs and MWCNT-NH2 were fitted to Halphin-Tsai model. Regardless of amine functional groups or content of carbon nanotubes, MWCNT modified nanocomposites exhibited better agreement between the predicted and the measured elastic moduli values compared to nanocomposites with DWCNTs. Furthermore, Transmission Electron Microscopy (TEM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to reveal dispersion state of the carbon nanotubes within the hybrid polymer and to examine the CNT induced failure modes that occurred under mechanical loading, respectively. Based on the experimental findings obtained, it was emphasized that the types of CNTs and presence of amine functional groups on the surface of CNTs affects substantially the chemical interactions at the interface, thus tuning the ultimate mechanical performance of the resulting nanocomposites.Article Citation - WoS: 24Citation - Scopus: 26Cure Kinetics of Vapor Grown Carbon Nanofiber (vgcnf) Modified Epoxy Resin Suspensions and Fracture Toughness of Their Resulting Nanocomposites(Elsevier Ltd., 2009) Seyhan, Abdullah Tuğrul; Sun, Z.; Deitzel, J.; Tanoğlu, Metin; Heider, D.In this study, the cure kinetics of Cycom 977-20, an aerospace grade toughened epoxy resin, and its suspensions containing various amounts (1, 3 and 5 wt.%) of vapor grown carbon nanofibers (VGCNFs) with and without chemical treatment were monitored via dynamic and isothermal dynamic scanning calorimetry (DSC) measurements. For this purpose, VGCNFs were first oxidized in nitric acid and then functionalized with 3-glycidoxypropyltrimethoxy silane (GPTMS) coupling agent. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was subsequently used to verify the chemical functional groups grafted onto the surfaces of VGCNFs. Sonication technique was conducted to facilitate proper dispersion of as-received, acid treated and silanized VGCNFs within epoxy resin. Dynamic DSC measurements showed that silanized VGCNF modified resin suspensions exhibited higher heat of cure compared to those with as-received VGCNFs. Experimentally obtained isothermal DSC data was then correlated with Kamal phenomenological model. Based on the model predictions, it was found that silanized VGCNFs maximized the cure reaction rates at the very initial stage of the reaction. Accordingly, an optimized curing cycle was applied to harden resin suspensions. Fracture testing was then carried out on the cured samples in order to relate the curing behavior of VGCNF modified resin suspensions to mechanical response of their resulting nanocomposites. With addition of 1 wt.% of silanized VGCNFs, the fracture toughness value of neat epoxy was found to be improved by 12%. SEM was further employed to examine the fracture surfaces of the samples.