Çeşitli alüminyum ve kompozit yüzeylerde süperhidrofobik yapı oluşturulması
Forming superhydrophobic structures on various aluminium and composite surfaces
Yazar: TUNAHAN PAMUKÇU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİLHAN ÜRKMEZ TAŞKIN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sıvıların katı yüzeyleri ıslatabilirliği, aralarında oluşan temas açısı ile tanımlanır. Temas açısı değerini etkileyen en önemli iki faktör katının yüzey enerjisi ve yüzey pürüzlülüğüdür. Temas açısının 90°'den az olduğu yüzeyler hidrofilik yüzeyler adını alırken, temas açısının 90° ile 150° arasında olduğu yüzeyler hidrofobik yüzeyler adını almaktadır. Temas açısının 150°'den büyük olduğu yüzeylere ise süperhidrofobik yüzeyler denir. Bu yüzeyler farklı endüstriyel alanlarda kimyasal ve fiziksel koruma amaçlı veya farklı fonksiyonel amaçlarla geliştirilmeye devam edilmektedir.
Hidrofobik ve süperhidrofobik yüzey elde etmek için yaygın kullanılan yöntemlerden biri olan kimyasal aşındırma yöntemi kullanılmıştır. Hidroflorik asit (HF), hidroklorik asit (HCl), nitrik asit (HNO3) içeren kimyasal aşındırıcı çözelti kullanılarak farklı aşındırma sürelerinde numunelerin yüzey pürüzlülüğü arttırılmıştır. Yüzey pürüzlülüğü arttırılan numune yüzeyleri STA içeren çözelti ile modifiye edilmiştir. Endüstriyel kullanımı yaygın olan AA5754 alüminyum alaşımı ile AA5754/SiCp kompozit yüzeylerinde farklı sürelerde kimyasal aşındırma ile oluşturulmuş yüzey pürüzlülüğü değerlerinin ve ayrıca AA5754/SiCp kompozitlerde takviye oranı artışının yüzey temas açısına etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu kompozit malzeme yüzeylerinde süperhidrofobik yapı elde edilerek, Alüminyum metal matrisli kompozit (Al MMK) malzemelerin yeni uygulamalarda kullanılabilirliğinin arttırımı hedeflenmiştir. 
Elde edilen sonuçlarda kimyasal aşındırma süresinin artması ile yüzey pürüzlülüğü ve temas açısının artış gösterdiği, kompozit malzemelerde takviye oranının artmasıyla daha yüksek temas açısı değerleri elde edildiği gözlenmiştir. Tüm numune yüzeylerinde hidrofobik ve/veya süperhidrofobik yapılar oluşturulmuştur. En yüksek temas açısı değeri ise 169,17 ̊ olarak kütlece %20 oranında SiC takviyeli kompozit malzemede elde edilmiştir.

Abstract:
The wettability of liquids on solid surfaces is defined by the contact angle formed between them. The two most important factors affecting the contact angle value are the surface energy and surface roughness of the solid. Surfaces with a contact angle less than 90° are called hydrophilic surfaces, while surfaces with a contact angle between 90° and 150° are called hydrophobic surfaces. Surfaces with a contact angle greater than 150° are called superhydrophobic surfaces. These surfaces continue to be developed in different industrial areas for chemical and physical protection or for different functional purposes.
In order to obtain hydrophobic and superhydrophobic surfaces, chemical etching method, which is one of the commonly used methods, was used. The surface roughness of the samples was increased at different etching times by using chemical etching solution containing hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO3). The sample surfaces with increased surface roughness were modified with STA containing solution. It is aimed to investigate the surface roughness values of AA5754 aluminium alloy, which is widely used industrially, and AA5754/SiCp composite surfaces by chemical etching at different times and also to investigate the effect of reinforcement ratio increase on surface contact angle in AA5754/SiCp composites. By obtaining superhydrophobic structure on the surfaces of these composite materials, it is aimed to increase the usability of aluminium metal matrix composite (Al MMK) materials in new applications.
In the results obtained, it was observed that the surface roughness and contact angle increased with the increase of chemical etching time, and higher contact angle values were obtained with the increase of reinforcement ratio in composite materials.