Materials Science and Engineering / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4719
Browse
16 results
Search Results
Book Part Citation - Scopus: 1A Recycling Route of Plastics Via Electrospinning: From Daily Wastes To Functional Fibers(Walter de Gruyter GmbH, 2019) Isık, Tuğba; Horzum,N.; Demir, Mustafa MuammerSince large-scale plastic production has begun in the 1940s, plastics have been produced and used globally, bringing many advantages to modern life. The consumption of plastics has increased exponentially due to their low cost, chemical resistance, lightness, durability and ability to combine with other materials. However, plastic materials represent high tonnage in urban wastes, and it is known that these plastics discarded at the end of their useful life by filling the landfill sites. Electrospinning is a well-established and versatile technique for the fabrication of submicron fibers. In addition, it is a promising approach for the recycling of waste polymers without using complex methodologies. In this chapter, utilization of electrospinning approach for the recycling of daily wastes will be discussed. The literature about the daily wastes of both synthetic materials and natural/agricultural materials will be analyzed, and the applications of these materials will be given in detail. © 2019 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston. All rights reserved.Research Project Tarihi yapılarda malzeme bozulmasının sınıflandırılması ve sorunların saptanmasına yönelik bir yöntem araştırılması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2003) İpekoğlu, Başak; Böke, Hasan; Hamamcıoğlu Turan, Mine; Akkurt, Sedat; Çizer, ÖzlemTarihi yapıların özgün malzemelerinin olabildiğince korunması ve onların onarımlarında kullanılacak yeni malzemelerin özgün malzeme özellikleri dikkate alınarak belirlenmesi koruma çalışmalarının temel ilkelerindendir. Bu doğrultuda bu araştırmanın amacı, tarihi yapılardaki özgün malzemelerin korunabilmesi için gerekli olan çalışma etaplarını sistematik olarak örneklemektir. Çalışma kapsamında, seçilen tarihi bir yapıda malzeme çeşitlilikleri, bozulma çeşitlilikleri, malzemelerin fiziksel, mineralojik, yapısal ve kimyasal özellikleri belirlenmiş, meteorolojik verilerle bozulmaların ilişkisi araştırılmış ve koruma müdahaleleri için temel bilgiler oluşturulmuştur. Yapıda kullanılan malzemeler, malzeme bozulmaları ve yoğunluktan yapıya ait çizimler üzerinde belirtilmiştir. Yapıdan toplanan özgün malzeme örneklerinin fiziksel özellikleri (yoğunluk ve gözeneklilik); içerdikleri çözünen tuz oranlan, harç ve sıvalarda ham madde oranları tespit edilmiştir. Örneklerin mineralojik, yapısal ve kimyasal özellikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM Scanning Electron Microscope) ve X ışınlan kırınım (X-Ray Diffraction) cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Her tarihi yapı, kendine özgü malzemeler ve sorunlar içermekle beraber özgün malzemelerin korunmasına yönelik çalışmalann belli etaplan izlemesi gerekir. Bu araştırma kapsamında ele alınan ve her tarihi yapıda uygulanabilecek çalışma etaplan; arazide yapı üzerinde gerçekleştirilecek çalışmalar, laboratuvar çalışmalan ve meteorolojik verilerin incelenmesi olarak üç başlık halinde önerilmiştir. Araştırma özelinde ele alınan tarihi yapının inşasında kayrak taşı, tuğla ve kireç harcı kullanılmıştır. Duvar yüzeylerinde kireç sıva, üst yapıda ise horasan sıva kaplama malzemesidir. Çalışma kapsamında yapılan incelemeler sonucunda, malzemelerde gözlenen bozulmalanmn ana kaynağının nem olduğu belirlenmiştir. Bozulmaların fazla olduğu bölgelerdeki malzemelerin, bozulmaların daha az olduğu bölgelerdeki malzemelere göre yoğunluklan düşük, gözeneklilikleri daha yüksek, içerdikleri çözünen tuz miktarlan fazladır. Yerden yükselen nem ve üst yapının tahrip olması nedeniyle yapının zeminden ortalama l m. yükseklikte ve üst bölümlerinde bulunan malzemelerde gözlenen bozulmalar daha yoğundur. Bu nedenle çevre drenajının yapılması ve üst yapıda gerekli onarını müdahalelerinin gerçekleştirilmesi birinci dereceden önem taşımaktadır. Bu temel müdahaleler yanı sıra onarım malzemeleri olarak seçilecek yeni kayrak taşlan ve tuğlaların nem ve sıcaklık değişimlerinde özgün malzemelerle benzer davranışı gösterecek temel fiziksel özelliklere sahip olması gerekmektedir. Özgün kireç harç ve sıvalann onanmında bunlann kompozisyonuna benzer kireç harç ve sıvalar kullanılmalıdır. Türkiye'de tarihi yapıların korunması konusunda yapılan çalışmalar, onların mimari özelliklerinin korunmasını içermektedir. Ancak, yapılarda kullanılan malzemelerin özellikleri, bozulma sorunlarının belirlenmesi ve bunlann değerlendirilmesi sonucu yapılacak müdahaleler ve müdahalelerde kullanılacak malzemelerin özellikleri konusunda çalışmalar gerçekleştirilmemektedir. Bu nedenle tarihi yapılara bilinçsizce müdahaleler yapılmaktadır. Bu çalışma, tarihi yapılarda Özgün malzemelerin korunmasının önemini vurgulaması ve konuyla ilgili çalışma etaplannı göstermesi açısından önem taşımaktadır.Research Project Frit fırını refrakterlerinin izotermal korozyon testi(2007) Akkurt, Sedat; Balıkoğlu, FatihProje kapsamında değişik sanayi kuruluşlarından refrakter numuneleri temin edilmiş ve bu numuneler SEM, EDX, XRD, Optik mikroskop ve mekanik test cihazı ile karakterize edilmişlerdir. Korozyon testlerinde kullanmak amacıyla alümina ve zirkonya krozeler imal edilmiştir. 15x15x115mm ebatlarında kesilen refrakter numuneler 1750o C kapasiteli dikey boru fırının sıcak bölgesinde bulunan ve içinde erimiş frit bulunan kroze üzerine sarkıtılmıştır. Frit eriyiği içinde önceden belirlenen sürelerde yarı daldırılmış durumda bekletilen numuneler fırının soğumasını takiben dikine dilimlenerek oransal alan kayıpları ölçülmüş ve korozyon miktarı belirlenmiştir. Testler hem opak ve hemde transparan frit ile yapılmıştır. Test düzeneği ayrıca refrakter numunelerin frit eriyiği içinde kısmen daldırılarak ve döndürülecek şekilde tasarlanmıştır. Refrakterlerin korozyon direnç ölçümleri öncelikle statik deneyler yapılarak incelenmiştir. Refrakter numunelere ilk olarak ön testler yapılarak sıcaklık, zaman parametreleri için çalışma aralığı öngörülmüştür. Refrakterlerin korozyon sonrası mikroyapıları postmortem incelemeleri için optik mikroskop, SEM ve XRD ile incelenmiştir. Sayısal korozyon verileri full faktöriyel dizayn kullanılarak planlanıp istatistiksel analize tabi tutularak ANOVA tablosu hazırlanmıştır. Dinamik testler ile frit fırınlarında eriyik akışına maruz kalan refrakterlerin korozyon davranışları gözlenmiştir. Mulitik tuğlaların andaluzit esaslı tuğlalara göre daha iyi performans gösterdikleri. Her iki alüminosilikat tuğlada da ZnO.Al2O3 fazının frit-tuğla arayüzeyinde çökeldiği gözlenmiştir.Research Project Darbe altında ışıma yapan polimerik filmler ve lif demetlerinin üretilmesi ve uygulamaları(2016) Demir, Mustafa M.; İncel, AnılTribolüminesans (TL) malzemeler darbe altında ışıma özelliğine sahip kristal yapılardır. Bu projede, organik ve metal yapıları bir arada bulunduran iki TL kristal (EuD4TEA ve Cu(NCS)(py)2(PPh3)) elde edilmiş ve mikrometre büyüklüğündeki tanecikler PMMA (poli metil metakrilat), PS (polistiren), PU (poliüretan) ve PVDF (polivinilflorür) saydam özellikteki polimerler kullanılarak ince-katmanlı film, elektrospun lif demetleri ve nano boyutundaki tanecikler elde edilen matrisler ile entegre edilmiştir. Kompozit malzemelerin elde edilmesi için iki farklı deneysel metod geliştirilmiştir: i) yükleme işlemi ve ii) yüzeye depolama işlemi. Kompozit malzemelerin TL performansları bu tez için özel tasarlanan atış kule sistemi ile ölçülmüştür. Bunun yanı sıra, atomik kuvvet mikroskobu (AFM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) polimerlerin ve kompozit malzemelerin topografik ve morfolojik özellklerini değerlendirmek için kullanılmıştır. Ayrıca, flüoresans mikroskobu kullanılarak kompozit malzemelerin emisyon sırasındaki renk sinyalleri belirlenmiştir. Son olarak piezoelektrik özellikleri osiloskop kullanılarak belirlenmiştir. Tüm bu cihazlardan elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, deneysel prosedür, kristal taneciklerin boyutları, polimer malzemenin formu ve yüzey özelliği, kullanılan kristallerin kompozit içindeki miktarı bu çalışmada temel parametreler olarak belirlenmiştir. PU esaslı elde edilen film ve lif demeti kompozitler PMMA, PS, ve PVDF esaslı kompozitlerden daha iyi sonuç göstermiştir. Bunun nedeni olarak, film esaslı kompozitler için ince katmanlı PU filmin daha engebeli ve saydam bir yüzey olması; lif esaslı kompozitler için elektrospun PU liflerin daha küçük yapılardan oluşması, tüm bunlara ek olarak PU’nın kimyasal olarak TL özellikteki iki kristalle kimyasal etkileşim oluşturulması gösterilebilir.Research Project Jeotermal Sahalara Yönelik Yüksek Basınç ve Sıcaklık Altında Yapay Metal (fe, Mg) Silikat Eldesi ve Metal Silikat Kabuklaşmasına Yönelik Polimerik İnhibitör Geliştirilmesi(2017) ; Demir, Mustafa Muammerİnsanlığın enerji ihtiyacının her geçen gün artmasıyla, ülkeler yeni enerji kaynakları arayışına girmişlerdir. Ülkemiz de bu anlamda enerji için büyük yatırımlar gerçekleştirmektedir. Jeotermal enerji yenilenebilir bir enerji türüdür. Çok genel itibariyle magmaya yakın ısıtıcı kayaçların fay kırıkları arasındaki mineralce doygun yeraltı sularının ısınması sonucunda eldesi olarak tanımlanabilir. Türkiye, jeotermal enerji sahaları bakımından oldukça zengindir. Jeotermal enerji üretimi konusunda en büyük engellerden bir tanesi metal-silikat kabuklaşmasıdır. Bu kabuklaşma yeraltından çıkan tuzlarca aşırı doymuş akışkanın, hem basıncını hem de sıcaklığını kaybetmesi nedeniyle çözünürlüğünün düşmesi ile oluşmaktadır. Oluşan metal-silikat yapıları bulunduğu rezerve göre farklı kimyasal yapılarda meydana gelebilmektedir. Bu yapılar enerji üretim sahalarında hat borularını tıkamasının yanı sıra ısıl iletkenliği düşürdüğünden enerji eldesi için büyük bir problemdir. Bu proje kapsamında; Tuzla Jeotermal Sahası (Çanakkale) temsili rezerv alanı olarak seçilerek, yüksek sıcaklık ve basınçlı otoklav sistem ile laboratuvar ortamında sahada bulunan jeotermal akışkan ve metal- silikat kabuk yapay olarak sentezlenmiştir. Tuzla jeotermal akışkanı elementel kompozisyonuna yakın sentetik çözelti hazırlanmış ve saha koşullarına benzer koşullarda (140 °C ve 3,5 bar) kabuk sentezi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katı çökelti ve süzüntü santrifüj yöntemi ile ayrılmıştır. Sıvı faz İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektroskopisi (ICP- MS) ve UV-spektrometre ile analiz edilirken, çökelti (kabuk) Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-ışını Kırınımı Spektroskopisi (XRD), X-ışını Florosans Spektroskopisi (XRF), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Elektron Paramanyetik Rezonans Spektroskopisi (EPR) yöntemleri kullanılmıştır. Kabuklaşmanın engellenmesi amacıyla inhibitör özelliği gösterebilecek organik polimerik moleküller sentezlenerek, yapay kabuk sentezi bu moleküller varlığında gerçekleştirilmiştir. İyon derişiminin dekantant içerisinde artması kabuk miktarının azalması inhibitör etkinliğini belirlemektedir. Akrilamid (AM), Vinil Sülfonik Asit (VSA) ve Vinil Fosfonik Asit (VPA) moleküllerinden 3 homo polimer, 3 kopolimer ve 1 ter polimer elde edilerek, bu sistem içerisinde metal-silikat oluşumu üzerinde etkileri incelenmiştir. Sentezlenen polimerlerin yanı sıra PEG ve PVA polimerleri de aynı sistem içerisinde denenerek metal-silikat oluşumu üzerinde etkileri araştırılmıştır. Yapılan tüm polimer kimyası ve dozaj denemeleri sonucunda PEG ve PVSA?nın ortak kullanımının 130 ppm olan silika çözünürlüğünü 420 ppm?e çıkardığı, kabuk miktarını ise kütlece %20 azalttığı görülmüştür.Research Project Ferroelektrik (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3(0≤x≤0.2) sisteminin elektrokalorik özelliklerinin belirlenmesi(2018) Adem, Umut; Çağın, TahirBu projede BaTiO3 bazlı iki farklı malzeme sisteminin sentezi, yapısal, dielektrik, ferroelektrik, elektrokalorik karakterizasyonları yapılarak, farklı mekanizmaların elektrokalorik etkiye etkisi ayrıntılı biçimde incelenmiştir. İlk olarak (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3O3) (0.02?x?0.08) sistemi çalışılmıştır. Bu sistemde literatürde gözlenen kabuk-çekirdek yapısının elektrokalorik etkinin mekanizmalarının anlaşılmasını engelleyeceği fikrinden hareketle, sinterleme öncesi parçacık boyutu yüksek enerjili bilyalı öğütücü yardımıyla düşürülerek difüzyonun daha hızlı gerçekleşmesi sağlanmış ve kabuk-çekirdek yapısı gözlenmemiştir. Sıcaklığa bağlı dielektrik ve ferroelektrik polarizasyon ölçümleri, bu sistemde kompozisyona göre değişen sıcaklıklarda ferroelektrik-antiferroelektrik ve antiferroelektrik-paraelektrik olmak üzere iki farklı faz geçişi olduğuna işaret etmektedir. Bu ilginç ve değişik faz geçişlerini doğrulamak için akım yoğunluğu-elektrik alan grafikleri çizdirilmiş ve gerinme elektrik alan ölçümleri yapılmıştır. Ferroelektrik antiferroelektrik faz geçiş sıcaklıklarında göreceli olarak yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimleri gözlenmiştir (22 kV/cm elektrik alan altında yaklaşık 0.66 Kelvin). İkinci olarak ise faz diyagramı literatürdeki bir çalışmadan alınan Ba0.80Sr0.20Ti1-xZrxO3 (0?x?0.10) sistemi çalışılmıştır. Bu sistemde de faz diyagramındaki farklı bölgelerde çalışan farklı mekanizmaların elektrokalorik etkiyi nasıl etkilediği ortaya çıkarılmıştır. Elektrokalorik etki, faz geçişinin keskinliği (1. dereceden faz geçişi olup olmadığı), farklı ferroelektrik fazların bir arada olduğu noktalara yakınlık ve tane boyutu ile kontrol edilebilir. Bu projede en yüksek elektrokalorik etki perovskit yapının B pozisyonunda Zr içermeyen Ba0.80Sr0.20TiO3 örneğinde görülmüştür. Bunun nedeni bu kompozisyonunda faz geçişinin keskinliğidir. Zr katkısıyla faz geçişi yayvanlaşmış, fakat aynı zamanda farklı ferroelektrik fazların bir arada ya da yakın olduğu kompozisyonlar için elektrokalorik etki göreceli olarak yüksek çıkmıştır.Research Project Moleküler Fononik: Moleküler Eklemlerde Fonon İletiminin Kontrol Yöntemlerinin Kuantum Mekaniksel Olarak Araştırılması(2019) Sevinçli, HaldunFononlar, maddeyi oluşturan atomların denge konumları etrafındaki titreşimlerinin kuantumlanmış halidirler. Malzemelerin ısıl iletkenliğinde, elektronik ve optik cihazların performanslarında, termoelektrik enerji çevriminde kritik roller oynarlar. Fononik araştırmaları, fonon spektrumunu, iletimini, etkileşimlerini inceler ve malzemelerin fononik özelliklerinin amaca uygun olarak modifikasyon olanaklarını araştırır. Günümüzde malzemelerin nano boyutta üretim ve işlenme olanaklarının gelişmesiyle birlikte fononik alanında da yeni imkanlar ortaya çıkmıştır. Yığık (bulk) malzemelerde Fourier yasasıyla tarif edilen fononik ısı iletimi nano boyutta geçerliliğini kaybetmektedir. Dahası, sıcaklığın ve sıcaklık gradyeninin nano ölçekteki tanımları sorunlu hale gelmektedir. Öte yandan deneysel tekniklerdeki gelişmelerle nano ölçekteki ısı iletiminin hassas ölçümleri mümkün hale gelmiştir. Bu projede yığık ısı iletimi kavramlarının geçerli olmadığı nano ölçekli moleküler eklemlerde ısı iletiminin kontrol mekanizmaları kuantum mekaniksel yöntemlerle araştırılmıştır. Moleküler eklemlerin, elektronik uygulamalar açısından vaat ettiği hassasiyet ve zengin kontrol imkanlarıyla fononik uygulamalar açısından da önemli olduğu görülmüştür. Bu noktadan hareketle, moleküler eklemlerin yapısal özelliklerinin fononik özellikler üzerindeki etkileri incelenip yapısal modifikasyonlarla eklemlerin ısı iletim özeliklerinin amaca uygun hale getirilmesi; anharmonik proseslerin nano-boyutta ısıl dirence katkıları ve çok-terminalli moleküler eklemler incelenmiştir. Bu bilgiler ışığında, gerçekçi bir moleküler ısı doğrultucunun çalışma prensibi çalışılmıştır.Book Citation - Scopus: 19Advanced Sensor and Detection Materials(John Wiley and Sons Inc., 2014) Tiwari, Ashutosh; Demir, Mustafa MuammerPresents a comprehensive and interdisciplinary review of the major cutting-edge technology research areas-especially those on new materials and methods as well as advanced structures and properties-for various sensor and detection devices. The development of sensors and detectors at macroscopic or nanometric scale is the driving force stimulating research in sensing materials and technology for accurate detection in solid, liquid, or gas phases; contact or non-contact configurations; or multiple sensing. The emphasis on reduced-scale detection techniques requires the use of new materials and methods. These techniques offer appealing perspectives given by spin crossover organic, inorganic, and composite materials that could be unique for sensor fabrication. The influence of the length, composition, and conformation structure of materials on their properties, and the possibility of adjusting sensing properties by doping or adding the side-groups, are indicative of the starting point of multifarious sensing. The role of intermolecular interactions, polymer and ordered phase formation, as well as behavior under pressure and magnetic and electric fields are also important facts for processing ultra-sensing materials. The 15 chapters written by senior researchers in Advanced Sensor and Detection Materials cover all these subjects and key features under three foci: 1) principals and perspectives, 2) new materials and methods, and 3) advanced structures and properties for various sensor devices. © 2014 Scrivener Publishing LLC. All rights reserved.Book Part Citation - WoS: 11Recent Progresses in Perovskite Solar Cells(Intech Europe, 2017) Demiç, Şerafettin; Özcivan, Ahmet Nuri; Can, Mustafa; Özbek, Cebrail; Karakaya, MervePerovskite solar cell (PSC) can be regarded as a continuation of dye sensitized solar cell (DSSC) in terms of the sensitization phenomena that occurred in the functioning molecules. In 2012, a breakthrough propose has been made for the sensitization of PSCs, in which a solid-state structure is offered as an equivalent sensitizer used in DSSC. The power conversion efficiency (PCE) of those solid-state cells reached about twofold of its initial value during the past several years. Immediately after, the researchers followed this propose worldwide. They have introduced an improved efficiency of as much as 20%, which was originally started from its initial value of 4%, just in 4 years. Thus, the new concept, solid perovskite molecules, has eliminated the need for the liquid electrolyte in DSSC while still carrying the advantages of organic solar cells (OSCs). Therefore, the distinctive material of PSC-the organometallic halide molecules (also known as OMH or organic-inorganic trihalides)-inclined an unexpected reputation for solar cell (SC) researches. Hence, it seems that we will witness a new age for solar conversion devices depending on the recent hopeful progresses on PSCs. The high rate of photovoltaic (PV) conversion capacity in PSC is generally expressed by the basic properties possessed by the organic-inorganic perovskite crystal, such as better optical properties and well diffused charges along huge distances during the charge transport. In addition, a low temperature processing is applicable during its production. Moreover, the perovskite layer provides a tunable band gap. Therefore, depending on better developments on designed molecules, PSC may gain extreme performances compared to the other competitors, such as OSC or DSSC devices. This chapter starts with a general discussion on the need for an affordable clean energy conversion device that is urgent for the future of humanity, due to publicly well-known global warming issue. In Section 2, basic properties of PSC are mentioned together with their structure and working principles. Section 3 continues with an overview on organometallic perovskite molecules after a brief introductory history is presented. The absorption and band gap properties are also discussed. Since most perovskite materials need a hole transporting material (HTMs) within the PSC, the kinds of HTMs that are designed for PSCs are described in Section 3. The rendering of long-term stabilization has special importance for PSCs since the instability issue remained idle in spite of those recent increased efficiency values attained by various research groups. Therefore, the stability issues are discussed in a separate part in Section 4. We finally close the chapter discussing the challenges and opportunities relying on the chapter content. We note that the recent investigations on PSCs have special importance for its large-scale realization in order to make them ready for the photovoltaic industry of the future. Hence, there are various announced meetings focusing on its mass production due to the unexpected sharp rise of the perovskite efficiency in the last 6 years. Hence, all the new cutting-edge scientific findings are also dealt with commercialization issues now, in order to attain the desired low cost fabrication, including the yield of high purity and the formation of smooth films during the continual manufacture of perovskite layers.Conference Object Development of Graphene Nanoplatelets Reinforced Aluminium Matrix Nanocomposites by a Combination of Semi-Solid Stirring and Ultrasonic Treatment(European Conference on Composite Materials, 2016) Kandemir, Sinan; Aydoğan, YücelGraphene Nanoplatelets (GNPs) consisting of graphene layers with a thickness less than 100 nm have recently emerged as a promising reinforcement type owing to their excellent physical and mechanical properties to improve mechanical properties of alloys beyond ceramic nanoparticles. Although there are numerous studies on GNPs reinforced polymer matrix composites in the literature, the number of studies related to the incorporation of GNPs in metal matrices is limited. It is a challenging task to incorporate and uniformly distribute GNPs into liquid metals due to their poor wettability and large surface-to-volume ratio. The purpose of this study is to effectively disperse GNPs into liquid aluminium. 0.5 wt.% GNPs with an average thickness of 50-100 nm and size of 5 ?m were first incorporated into A360 aluminium alloy under semi-solid stirring, and then the composite was ultrasonically treated in fully liquid state. The microstructural investigation of the nanocomposites by optical and scanning electron microscopy may suggest that relatively uniform distribution and effective deagglomeration of GNPs in the matrix were achieved. The hardness of the GNPs reinforced nanocomposites increased in comparison with that of semi-solid stirred and ultrasonically processed A360 alloy without reinforcement, indicating the potential of GNPs for strengthening metals. © 2016, European Conference on Composite Materials, ECCM. All rights reserved.