İçi boş seramik mikro küre katkılı kompozit ısı yalıtım kaplamalarının ev tipi fırınlarda kullanımlarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of hollow ceramic microsphere containing composite heat insulation coatings for utilization in domestic ovens
Yazar: ASLI GENCER
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Kaplama malzemeleri = Coating materials ; Yalıtım = Insulation ; Yalıtım malzemeleri = Insulating materials

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında; içleri boş seramik mikro küreler (SMK) ağ.%20-25-30 oranlarında ısıya dayanıklı bir silikon reçineye ilave edilerek farklı kaplama kalınlıklarında ısı yalıtım kaplamaları üretilmiş, ve ev tipi fırınların farklı bölgelerine uygulanarak enerji tüketiminde azalma ve bölgesel sıcaklıklarda düşüş sağlanmıştır. Ticari olarak temin edilen SMK'ler XRD, SEM, yüzey alanı, ortalama por boyutu, parçacık boyutu analizleri ile karakterize edilmiştir. Daha sonra, üretilen kaplama malzemesi fırın şasisi yüzeylerine ve sac plakalara püskürtme yoluyla uygulanmıştır. Sac plaka ve fırın şasisine yapılan farklı kalınlıklardaki kaplamalar ile ısıl çevrime bağlı tutunma özellikleri ve enerji tüketimi getirileri 3 farklı oranda ağırlıkça % SMK ilavesi göz önünde bulundurularak, optimum kaplama özelliklerini belirlemeye yönelik çalışmalar yapılmıştır. Sac plakalara uygulanan kaplama malzemesi üzerinde; SEM, EDS, TGA analizleri ve ısı kapasitesi ölçümleri gerçekleştirilerek kaplama yapısı ve ısıl özellikleri; şasi ve alt ısıtıcı sacı üzerinde yapılan kaplamalar ile ise, kaplama kalınlığı ve yapısının enerji tüketim avantajı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca, bek tablası kaplama çalışmaları ve ısıtıcı deneyleri ile kaplamanın ısıl bariyer etkisi de değerlendirilmiştir.Çalışma sonunda; ev tipi fırınların ısı yalıtımını destekleyici olarak SMK içeren en uygun ısı yalıtım kaplamasının, 600µm kaplama kalınlıklı ve ağ.%25 oranında SMK içerikli uygulama olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis study, hollow ceramic microspheres (CMS) are added to a heat resistant silicone resin in 3 different ratios; 20-25-30 % by weight and in varying coating thicknesses. Coating material is applied to some parts of domestic ovens such as the outer surface of oven cavity, backside of cooktop and bottom heater protective sheet. Consequently, reduction in energy consumption and increase in temperature control is achieved.CMS and the silicone resin are supplied commercially. A literature research is made on CMS and heat insulation coatings. Accordingly; XRD, SEM, surface area, average pore size, particle size distribution analysis are made for the CMS characterization. Then, coating materials are produced and applied by spraying. These coatings with different thicknesses and CMS addition are then evaluated after being tested in thermal cycle, adhesion and energy consumption tests. Throughout the study; SEM, EDX analysis, heat capacity measurements are performed using coated sheet plate specimens to observe the coating structure and thermal properties. With the oven cavity and bottom heater protective sheet coating applications, the effects of coating thickness and structure on energy consumption reduction advantage are investigated. Also, back sides of cook top surfaces are coated in order to increase the temperature control of these parts and evaluate the thermal barrier effect of the coating developed.As a result, the optimum coating material for supportive insulation of domestic ovens is found out to be the composition with 25 wt.% CMS and 600µm coating thickness.