KARBON NANOTÜP İÇEREN KOLLOİDAL KARIŞIMLARIN VE KAPLAMALARIN TEM VE AFM TEKNİKLERİYLE KARAKTERİZASYONU

Cengiz Kaya1*_{, Figen Kaya}2_{, Cem B. Üstündağ}1

Yıldız Teknik Üniversitesi1 _{Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Müh.Böl,}

Davutpaşa, İstanbul

Zonguldak Karaelmas Üniversitesi2 _{Mühendislik Fakültesi, Metalurji Müh.Böl.}

Zonguldak

*Tel: (0212) 3834713, E-posta: cengizk@yildiz.edu.tr

AMAÇ: Bu çalışmanın amacı kolloidal seviyede değişik tekniklerle karıştırılan yüzeyi fonksiyonlaştırılmış karbon nanotüpler ile nano-boyutlardaki hidroksiapatit tozların etkileşimlerinin elektrokinetik biriktirme yöntemiyle oluşturulan kaplama morfoloji ve mikroyapısına olan etkilerinin geçirimli elektron mikroskobu ve atomik ayırma güçlü mikroskopi teknikleriyle belirlenmesidir.

MATERYAL VE METOD: Deneysel çalışmalarda kimyasal yöntemlerle sentezlenen nano-boyutlardaki hidroksiapatit tozları ve ticari olarak satılan çok duvarlı karbon nanotüpler kaplama malzemesi olarak kullanılmıştır. Biyomedikal alanda yük taşıyan yapısal protezlerde kullanılan Ti alaşımları kaplanacak olan malzeme olarak seçilmiştir. Elektrokinetik biriktirme yöntemiyle kaplama tekniği kullanılarak optimize edilen kolloidal süspansiyonlardan kaplama tabakaları elde edilmiştir. Nano-ölçekte toz ve nanotüp etkileşimlerini gözlemek amacıyla FEG SEM ve TEM teknikleri kullanılmıştır. BULGULAR: Kolloidal seviyede nano-boyutlu hidroksiapatit tozlarıyla karbon nanotüplerin etkileşimlerinin nanotüp yüzeyindeki fonksiyonel grupların varlığına ve süspansiyonun pH değerlerine bağlı olduğu gözlenmiş olup uygun şartlar altında nano tozların karbon nanotüpleri sardığı TEM incelemeleriyle belirlenmiştir. Kaplama deneyleri sırasında optimize edilen uygulama voltajı ve süreyle Ti alaşımları üzerinde elde edilen kaplamaların kalınlıkları ve yapıları kontrol edilebilmektedir.

TARTIŞMA VE SONUÇLAR: Diz ve kalça protezleri gibi yapısal biyomalzemelerin içine yerleştirildikleri kemikle kuvvetli bir mekanik bağ oluşturabilmeleri için hidroksiapatit gibi vucutla uyumlu ve biyoaktiflik özellik taşıyan malzemelerle kaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada nano-boyutlarda sentezlenen hidroksiapatit tozlar karbon nantüplerle takviye edilerek Ti alaşımları üzerinde homojen yapılı kaplamalar elektrokinetik biriktirme yöntemiyle elde edilmiştir. AFM incelemelerinde ilave edilen karbon nanotüplerin kaplama tabakasının pürüzlülüğünü artırdığı böylece doğal kemiğin bu pürüzlü yapının içine doğru daha rahat büyüyeceği ve kaplama tabakası ile kemik arasında çok daha kuvvetli bir bağın oluşacağı öngörülmektedir. TEM incelemeleri sonucunda karbon nanotüplerin hidroksiapatit tozlarla homojen karışabilmesi için bazı fonksiyonel grupların nanotüp yüzeyinde oluşturulmasının gerekli olduğu ve bunun da elde edilen kaplama kalınlığının yapısını etkilediği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Hidroksiapatit, Karbon Nanotüp, Elektrokinetik Biriktirme, TEM, AFM

Fe-Ni-Mn-Cr ve Fe-Ni-Mn-Cr-Si ALAŞIMLARINDA ORTAYA ÇIKAN FAZ DÖNÜŞÜMLERİNİN YAPISAL VE MAGNETİK ÖZELLİKLERİNİN

İNCELENMESİ

Şule Ocak 1 _{, Hüseyin Aktaş} 1_{, Selçuk Aktürk} 2

(1) _{Kırıkkale Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü-KIRIKKALE} (2)_{Muğla Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü-MUĞLA}

Sule Ocak Araz, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Muğla E-posta: suleocak@gmail.com

AMAÇ: Fe-Ni-Mn-Cr ve Fe-Ni-Mn-Cr-Si alaşımlarında farklı ısıl işlem ve farklı soğutma hızları sonucunda ortaya çıkan austenite, martensite, bainite ve dentrite fazlarının yapısal ve magnetik özellikleri belirlemek ve aralarındaki farkları ortaya koymak.

MATERYAL VE METOD: İncelenen alaşımlar ark ergitme fırınlarında üretilmiş ve yüksek sıcaklı ısıl işlem fırınlarında ısıl işleme tabi tutulmuştur.

BULGULAR: Fe-%10,1Ni-%2,14Mn-%0.42Cr alaşımı 25 saat ısıl işlem gördükten sonra bainite yapı, 3 saat ısıl işlem gören Fe-%31,5Ni-%2,23Mn-%0.41Cr alaşımında ise martensite ve dentrite yapılar gözlenmiştir. İncelenen alaşımlarda Mössbauer Spektroskopisi yöntemi kullanılarak, ortaya çıkan fazların magnetik davranışları ve bu fazların hacımsal miktarları belirlenerek, martensite fazın paramagnetik ve bainite fazın ise ferromagnetik özellik gösterdiği ortaya çıkarılmıştır.

TARTIŞMA VE SONUÇLAR: İncelenen alaşımlara uygulanan farklı ısıl işlem süresi- sıcaklığı ve soğutma hızının malzemenin magnetik özellikleri üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Ayrıca, Ni element miktarının değiştirilmesinin ve malzemeye Si elementinin eklenmesi ile elde edilen alaşımın yapısal ve magnetik özelliklerinin de değiştiği ortaya çıkarılmıştır.

ALÜMİNYUMUN PLASTİK DEFORMASYONLA TANE KÜÇÜLMESİ ve TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU İNCELEMESİ

Nilüfer Evcimen 1_{, Selda Üçüncüoğlu}2_{, Yahya Bayrak}1_{, Ahmet Ekerim}1

Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Metalürji Fakültesi, 34210 Esenler / İstanbul. TÜBİTAK MAM, Malzeme Enstitüsü2_{, .K. 21, 41470 Gebze, Kocaeli.}

Nilüfer Evcimen, Yıldız Teknik Üniversitesi, Davutpaşa Kampüsü Kimya-Metalürji Fakültesi, Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 34210 Esenler / İstanbul, Tel: (0212) 3834687, E-posta: nito8121@gmail.com

AMAÇ: Fiziksel ve mekanik özelliklerin geliştirilmesinde malzemenin şekillendirilmesi büyük öneme sahiptir. Süper plastik deformasyon olarak da bilinen şekillendirme prosesleri; yüksek basınç burulma (HPT), tüm yüzey dövme (ASF), dönme ekstrüzyonu (TE) ve eş açılı plastik şekil değiştirme (ECAP) gibidir. Bu proseslerin temel prensibi malzemenin şekillendirilirken metal akışının mekanik davranışı ile mikro yapının kontrol edilmesidir. Yöntemin metalik malzemelerde uygulanmasıyla malzeme dokusundaki tanelerin boyutlarının önemli ölçüde küçültülmesi sağlanmaktadır. Bu çalışmanın amacı ECAP prosesi uygulanarak malzemelerde nano boyutta taneler elde ederek üstün özellikli yeni malzemeler üretmek ve mekanik özellikleri geliştirmektir.

MATERYAL VE METOD: Malzeme olarak ticari saflıktaki alüminyum (ETIAL F1) ve 6063 alüminyum alaşımı seçilmiştir. Numunelerin kimyasal bileşimleri HILGER Analitical optik emisyon spektrometresi kullanılarak analiz edilmiştir. Deneysel çalışmalarda 4 mm çapındaki silindirik kesitli numuneler oda sıcaklığında ECAP işlemine tabi tutulmuştur. Çalışmanın ilerleyen kısımlarında presleme sayıları arttırılmıştır. Mekanik özelliklerden mikro- sertlik değişimi Bulut makine HVS–1000 cihazı ile HV10’a göre yapılırken, çekme deneyleri numune çapının on katı boyda

MOHR FEDERHAFF AG 7079 hidrolik Çekme/Basma test makinesi ile yapılmıştır. Tanelerin şekli ve yönelmesi LEICA DFC 280 image analiz mikroskobuyla incelenirken, tane sınır ve boyutları da JEOL marka tarama elektron mikroskobuyla (SEM) belirlenmiştir.

BULGULAR: Plastik şekillendirme sonucu 4mm çapındaki silindirik kesitli numuneler, 2,95 x 4,20 mm’lik dikdörtgen kesite dönüştürülmüştür. İşlem sonucu, tane boyutunda % 80 oranında küçülme sağlanmış, buna bağlı olarak da mekanik özeliklerde artış elde edilmiştir. Tanelerin geçişleri ve oluşan şekilleri SEM ile görüntülenmiştir.

TARTIŞMA VE SONUÇLAR: Seçilen malzemelerin mikro yapıları geliştirilerek tane boyutu küçültülmüş ve sertlik ile uyumlu eşdeğer gerinim oranı elde edilmiştir. Tane boyutlarının mikron seviyesinden nano seviyeye ulaşması için paso miktarı ve alüminyumun saflık derecesi arttırılmalıdır. Çalışmalar nano boyutu elde etme yönünde devam etmektedir.

Anahtar Kelimeler: Plastik deformasyon, ECAP, Tane Boyutu, Tarama Elektron Mikroskobu

LEVHA MAGNEZYUM ALAŞIMLARINDA PARTİKÜLLERİN HRTEM İLE