Karbon nanotüp katkılı yağlayıcıların segman aşınmasına etkisinin incelenmesi
Investigating the effects of carbon nanotube added lubricants to the ring wear
Yazar: ÖZGE BAYKO
Danışman: DOÇ. DR. BEDRİ ONUR KÜÇÜKYILDIRIM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yağlamanın yakıt ekonomisi ile ilişkili olması, motor parçalarının değişim sürelerinin uzatılması, yağ değişim periyotlarının uzatılarak yağa ödenen maliyetlerin düşürülmesi, atık yağların çevreye vermiş olduğu zarar, azalan enerji kaynaklarının korunması gibi nedenlerden dolayı günümüzde, motor yağı ile yapılan çalışmalar motor yağı katkı maddeleri ile aşınmanın azaltılması yönündedir.
Nano malzemelerin hayatımıza girmesi ile beraber triboloji alanında kullanımları da gün geçtikçe artmaktadır. Literatürde karbon nanotüp katkılı yağlayıcılar ile ilgili deneysel çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmalar, fonksiyonelleştirilmiş karbon nanotüplerin motor yağı ile homojen bir karışım elde edilmesi ile aşınmayı önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Karbon nanotüplerin bu üstün aşınma önleyici özelliklerinden dolayı, motor yağına ilavesiyle motor üzerinde yapılan testler ile piston segmanındaki aşınmayı azaltması öngörülmüştür.
Tez kapsamında, nano yağlayıcı hazırlanmış akabinde öncelikle tam formüle yağ motor testleri ardından nano yağlayıcı motor testleri gerçekleştirilmiştir. Testler esnasında alınan yağ numunelerinin analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Ardından testlerde kullanılan motorların piston segmanları demonte edilerek, yüzey aşınmaları taramalı elektron mikroskobu (SEM) yöntemi ile incelenmiştir. Aşınma çizgilerinde EDS analizi yapılarak elementler değerlendirilmiştir.
Tezin sonucunda, nano yağlayıcı ve tam formüle yağ ile yapılan motor testlerinden alınan yağ numuneleri değerlendirildiğinde nano yağlayıcının 250. saatin sonunda güvenli aralıkta olduğu sonucuna varılmıştır. Piston segmanlarının SEM incelemesinde, karbon nanotüp katkılı motor yağı ile çalışma durumunun, tam formüle yağ ile çalışma durumuna kıyasla daha az seviyede aşınmaya neden olduğu tespit edilmiştir. Bu sayede katkı maddesi olarak karbon nanotüp kullanımı ile aşınma problemleri azalmaktadır. Motor yağı özelliklerinin iyileştiren bu gelişmeler daha uzun ömürlü motorlar için bizlere bir referans olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Nanoyağlayıcı, triboloji, Karbon nanotüp, yağlama, aşınma

Abstract:
Today, studies related to engine oil are aimed at reducing wear of engine with engine oil additive agents due to reasons such as protection of decreasing energy sources, damage caused by waste oils to the environment, reducing the costs made for the oil by extending the oil drain periods, lengthening the changing period of engine parts and lubrication being related to the fuel economy.
The usage of nanomaterials in tribology is increasing day by day thanks to their introduction into our lives. There are experimental studies related to carbon nanotube additive lubricants in the literature. These studies showed that functionalized carbon nanotubes with a homogeneous mixture with engine oil significantly reduce wearing. Thanks to these outstanding anti-wear properties of carbon nanotubes, it is expected to reduce wear on the piston ring by testing on the engine with their inclusion into the engine oil.
Nano lubricant was prepared and then firstly fully formulated oil engine tests and after that nano-lubricant engine tests were conducted within the scope of the thesis.
The results of oil analysis were evaluated together with the oil samples obtained during the tests. After that the surface wear was examined by means of scanning electron microscope (SEM) method by disassembling of the piston rings of the engines which were used in the tests. Elements were evaluated by performing EDS analysis in the wear scar.
As a result of the thesis, when oil samples obtained from the tests conducted by nano-lubricants and fully formulated oil were evaluated, it was concluded that the nano-lubricant was within the safety limits at the end of the 250th hour. In the SEM examination of the piston rings, it was found that operating with carbon nanotube doped oil causes less wear when compared with the operating with fully formulated oil. The wear problem is reduced thanks to the usage of carbon nanotube as an additive agent. These developments improving the features of engine oil will be a reference for us about long-lasting engines.
Keywords: Nanolubricant, tribology, Carbon nanotube, lubricating, wear