Nanopartikül katkılı bir mineral yağın yağlama özelliklerinin incelenmesi
Examination of lubrication properties of mineral oils with nanoparticle additives
Yazar: SİMGE YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖZDE SARI
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Sürtünme = Friction

Özet:
Bu tez çalışmasında, nano boyutlarda küresel şekilli titanyum dioksit, alüminyum oksit ve bakır oksit katı partiküller bir mineral yağın içinde farklı konsantrasyonlarda süspanse edilerek yeni bir nano-yağlayıcı geliştirilmiştir. Özel, ticari veya endüstriyel sektörlerde kullanılan makinelerin ve motorların kullanım ömürleri ve performanslarının düşmesinin temel nedenleri arasında sürtünme, aşınma ve korozyon vardır. Hatta, bir makinenin veriminin azalması sonucu ortaya çıkan daha fazla enerji ve sarf malzemesi gereksiniminden de sürtünme sorumludur. Bu nedenle temas halinde çalışan makine parçalarında sürtünme büyük önem arz etmektedir. Sürtünme ve aşınmanın azaltılmasının son derece kritik olduğu sistemlerde nanoyağlayıcı kullanılması, verim artışına sebep olacak ve makine parçalarının ömürlerinde efektif bir artış doğuracaktır. Yağlayıcının yağlama performansı Ball-on-disk tipi CSM instruments marka aşınma cihazı yardımı ile belirlenmiştir. Bu test esnasında sürtünme katsayısı değerleri anlık olarak kaydedilmiştir ve her bir nanoyağ için yağlama karakteristik eğrileri elde edilmiştir. Nanopartikülün hacimsel konsantrasyonunun, partikül boyutu ve cinsinin yağlama üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir.  Tribolojik testler, yüzey pürüzlülüklerine sahip numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Partikül takviyesiz mineral yağ ve nanopartikül takviyeli mineral yağ (nanoyağ) durumları için numunelerde oluşan aşınma miktarları tespit edilmiştir. Temel sürtünme elemanı ve karşı sürtünme elemanı SEM/EDX yoluyla incelenmiştir ve nanoyağın kullanılabilirliği irdelenmiştir. Çalışmanın sonunda klasik yağlama yağlarına göre daha üstün yağlama özelliklerine sahip olan bir nanoyağlayıcının geliştirilmesi hedeflenmiştir. Böylelikle bu yağlayıcının kullanıldığı sistemlerde önemli bir verim yükselmesinin yanında kullanım ömürleri de artmıştır. Geliştirilen nanoyağ, sanayide kullanılan ekipmanların daha az enerji tüketmesine ve böylelikle çevrenin korunmasına yardımcı olacaktır

Abstract:
In this project, titanium dioxide, aluminum oxide and copper oxide particles with spherical shape in nano-size will be used to prepare suspension in mineral oils with different concentrations and so a new nano-oil will be enhanced. Basic reasons of reduce of lifetime and performance of machines and motors which are used in special, commercial or industrial are friction, wear and corrosion. Moreover, the friction is responsible from energy and consumables requirement which rises from the reduction of machine efficiency. Therefore, the friction have importance in machine parts which keep in contact. Nano-oil will bring about an effective increase in performance and lifetime in machine parts. Lubrication performance of lubricant will be determined by ball-on-disc CSM Instruments wear equipment. During wear test, friction coefficient values save as online and stribeck curves will be obtained for each nano-oil. Effects on lubricant of size, type and volume concentration of nanoparticles will be investigated in detail. Tribological tests will performed in specimens which have different surface roughness. And so, the behavior of nano-lubrication on the different surface quality will be determined. Wear rates which occur in base oil and nano-oil will be determined by mechanical profilometer. Main body and counterbody will be analyzed in SEM/EDX and usability of nano-oil will be studied. At the end of the project, it is aimed that a nano-oil which has superior lubrication properties than classical lubrication oils is developed. Thus, in nano-oil systems, an increase in lifetime and efficiency is expected. Reformed nano-oil will assisted to low-energy consumption and environmental protection.