Farklı içerikteki toz metal magnezyum alaşımları ile deniz suyundan hidrojen üretiminin incelenmesi
Investigation of hydrogen production from sea water with powder metal magnesium alloys with different content
Yazar: BÜŞRA KİŞEÇOK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SALİH CELLEK ; AR.GÖR. ALİ ERÇETİN
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ağırlık kaybı = Weight loss ; Hidrojen üretimi = Hydrogen production ; Magnezyum alaşımları = Magnesium alloys ; Sinterleme = Sintering ; Sıcak presleme = Hot pressing ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Bu çalışmada, yüksek saflıkta ve mikron boyutlarında Mg, Sn, Si, Al, Mn, Zn, Cr ve Fe elementel tozları farklı oranlarda kullanılarak Mg alaşımları sıcak presleme tekniği ile üretilmiştir. Özellikle Mg gibi oksijene yüksek ilgisi olan tozların üretim aşamasında oksidasyonuna mahal vermemek için parafin kaplama tekniği uygulanmıştır. Belirli oranlarda karıştırılan tozlar önceden hazırlanan grafit kalıplara doldurulmak suretiyle sıcak presleme işlemi uygulanmak üzere fırın içerisine yerleştirilmiştir. 300 oC'de 40 dk bağlayıcı giderme işleminden sonra, sinterleme işlemleri yüksek saflıkta argon gazı kullanılarak 610 oC sinterleme sıcaklığında, 50 MPa basınç altında 90 dk süreyle gerçekleştirilmiştir. Sıcak presleme yöntemiyle üretilen numunelere sırasıyla zımparalama ve parlatma işlemleri uygulanmıştır. Numune yüzey incelemelerinde SEM-EDS analizleri uygulanmıştır. Sinterleme prosesinin başarısı üretilen numunelerin %98 üzerinde bağıl yoğunluğa sahip olmasıyla belirlenmiştir. Yoğunluk ölçümlerinde Arşimet prensibinden yararlanılmıştır. Farklı Mg alaşımlarının yapay ve doğal deniz suyunda 10 gün süreyle korozyona uğraması neticesinde açığa çıkan hidrojen gazı miktarları ölçülmüştür. Yapay ve doğal deniz suyuna üretilen Mg alaşımlarını daldırma işlemi neticesinde sürekli hidrojen gazı açığa çıktığı belirlenmiştir. Hidrojen gazı miktarının farklı kompozisyona sahip Mg alaşımlarıyla önemli ölçüde değiştiği tespit edilmiştir. Yüksek oranda Sn içeren alaşımların daldırılmasında en yüksek oranda hidrojen gazı açığa çıkmaktadır. Uygulamanın özellikle talaş veya hurda formunda atıl durumdaki Mg alaşımlarının hidrojen enerjisi olarak geri dönüştürülmesine ışık tutacağı öngörülmektedir.

Abstract:
In this study, Mg alloys were prepared by hot pressing technique using Mg, Sn, Si, Al, Mn, Zn, Cr and Fe elemental powders of high purity and micron size in different proportions. In order to prevent oxidation of powders such as Mg, which have a high affinity for oxygen, during the manufacturing process, the paraffin coating technique was used. The powders mixed in certain proportions were filled into the pre-prepared graphite molds and placed in the furnace to apply the hot-pressing method. After 40 minutes binder removal at 300 oC, the sintering processes was carried out using high purity argon gas at a sintering temperature of 610 oC, and a pressure 50 MPa for 90 minutes. Sanding and polishing processes were applied to the samples produced by the hot-pressing method, respectively. SEM-EDS analyzes were applied for sample surface examinations. The success of the sintering process was determined by the relative density of the produced specimens exceeding 98%. Archimedes principle was used for the measurements. The amount of hydrogen gas released as a result of corrosion of various Mg alloys in artificial and natural sea water over 10 days was measured. It was found that, hydrogen gas is constantly released due to the immersion of Mg alloys in artificial and natural sea water. It was found that the amount of hydrogen gas varies Mg alloys with different compositions. The largest amount of hydrogen gas is released during immersion of alloys with high Sn content. It is expected that the application will shed light on the recycling of inert Mg alloys, especially in the form of sawdust or scrap, as hydrogen energy.