Manyetoreolojik akışkanların sentezlenmesi ve reolojik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of magnetorheological fluids and investigation of their rheological properties
Yazar: ESRANUR KAYA
Danışman: PROF. DR. AYŞE SARIMEŞELİ PAÇACI
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Manyetoreolojik akışkanlar (MR), uygun bir taşıyıcı sıvı içine dağılmış manyetik özellik taşıyan metal partiküller içeren, manyetik alan etkisinde akış özellikleri kontrol edilebilen akışkanlardır. Manyetik alan etkisi ile reolojik özelliklerinin çok hızlı ve tersinir değişmesinden kaynaklanan avantajlardan dolayı bu akışkanlar son yıllarda oldukça popüler hale gelmiştir. MR akışkanlarla ilgili çalışmaların artması sonucu içinde MR akışkanların yer aldığı farklı kullanım alanları ortaya çıkmıştır. MR akışkanların titreşim ve darbe gibi dış etkenlerden kaynaklanan hareketleri sönümleme özelliklerinden dolayı bu akışkanlar otomobil sektörü, inşaat mühendisliği, uzay ve havacılık gibi birçok alanda kullanılır. Ayrıca bazı çalışmalarda MR akışkanların tıp ve biyomedikal alanlarında da kullanılabildiği görülmektedir.
      Bu çalışmada, kayısı çekirdeği yağı ile hazırlanan çeşitli MR akışkanlar sentezlenerek reolojik davranışları incelenmiştir. Bu amaçla, manyetik partikül boyutu, manyetik partikül konsantrasyonu ve manyetik alan şiddeti parametre olarak seçilerek sentezlenen akışkanların reolojik davranışları çeşitli manyetik alan değerleri altında incelenmiştir. Piyasadan temin edilen demir içeriği yüksek lazer yazıcı toner tozu ve laboratuvarda sentezlenen Fe3O4 tanecikleri ile 2 farklı MR akışkan hazırlanmıştır. Her bir MR akışkan içine 3 farklı konsantrasyonda (% 20, %30 ve %40) manyetik partikül eklenerek elde edilen toplam 6 adet örneğin manyetik alanlı ve alansız ortamda reolojik davranışları belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, manyetik partikül boyutunun, konsantrasyonunun ve uygulanan manyetik alan şiddetinin artmasının akışkanın viskozite ve eşik kayma gerilimi değerlerini artırdığını göstermiştir. Ayrıca, sentezlenen MR akışkanların çökme davranışları da incelenmiştir. Sonuç olarak manyetik partikül boyutu ve konsantrasyonu arttıkça akışkanın çökme oranının arttığı ve manyetik alan şiddeti, manyetik tanecik konsantrasyonu, manyetik tanecik boyutu arttıkça akışkanın eşik kayma gerilmesi değerinin de arttığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Magnetorheological fluids (MR) are the fluids that can be controlled by magnetic field-effect flow properties containing magnetic particles with magnetic properties scattered in a suitable carrier fluid. These fluids have become very popular in recent years due to the advantages resulting from quick and reversible variation of their rheological properties with magnetic field. As a result of the increase in the studies on MR fluids, different usage areas have emerged in which MR fluids are involved. These fluids are used in many areas such as automobile industry, civil engineering, space and aerospace because of the damping properties of MR fluids due to external factors such as vibration and impact . In addition, some studies show that MR fluids can be used in medical and biomedical fields.
      In this study, it is aimed to examine the rheological behavior of various MR fluids that are prepared with apricot kernel oil. For this reason, magnetic particle size, magnetic particle concentration and magnetic field strength were chosen as the working parameters and rheological behaviors of the synthesized fluids were examined under various magnetic field intensities. Two different MR  fluids were  prepared by using commercially available laser printer toner powder and Fe3O4 particles that were synthesized in the laboratory.
Rheological behaviors of 6 samples which were prepared by using particles having various concentrations (20 %, 30 % and 40 %) were examined under various magnetic field intensities. The results obtained showed that the increase in magnetic particle size, magnetic particle concentration and applied magnetic field strength increased the viscosity and shear stres values of the MR fluids. On the otherhand, sedimentation of particles of MR fuids was alsoin vestigated. As a result, it was determined that as the magnetic particle size and concentrationin creased, the sedimentation ratioin creased, and as the magnetic field intensity, particle size and concentrationin creased, the yield stress value of MR sample salsoin creased.