Hide/Show Apps

İki Boyutlu Sistemler ile Au Arayüzlerinin Nanotribolojik Özellikleri Üzerine Teorik ve Deneysel Bir Çalışma

Download
2019
Toffoli, Hande
Toffoli, Daniele
2015 yılında yayınlanan bir rapora göre dünya enerji üretiminin yaklaşık beşte biri sürtünmesonucu kaybolmaktadır. Özellikle otomotiv sanayisinde bu kaybın 2012 yılı itibarıyla, toplammaliyetin üçte birine kadar çıkabildiği belirtilmiştir. Gerek çevre kirliliğini azaltmak, gereksesürtünme sonucunda ortaya çıkan aşınmayı yavaşlatmak açısından, malzemeler arasındakisürtünme kuvvetlerinin davranışının anlaşılması ve azaltılması son derece önemlidir.Leonardo Da Vinci ile başlayıp Amontons ve Coulomb?a kadar uzanan ve triboloji olarakadlandırılan sürtünme ve aşınma çalışmalarında gelinen en son nokta, sürtünmenin atomistiközelliklerinin ele alınması olmuştur.Gittikçe küçülen skalalarda üretim teknolojilerinin ilerlemesiyle beraber nanoboyuttakisistemler ulaşılabilir hale gelmiştir. Grafit ve diğer katmansal yapılar, katmanlar arasındakietkileşmenin küçük olmasından dolayı iyi birer kaydırıcı malzeme adayıdır. Gerçekten degrafenin katmanları arasındaki sürtünme katsayısının konvansiyonel malzemelere göre çokdaha düşük olduğu kanıtlanmıştır.Literatürde bu tür iki boyutlu sistemlerin kendi aralarında oluşturduğu arayüzlerin sürtünmedavranışı üzerine birçok çalışma olsa da bu malzemelerle metal yüzeyleri arasındakiarayüzler üzerine incelemeler çok daha azdır. Projemizde, literatürdeki bu açığın giderilmesiamacıyla altın (Au) ve iki boyutlu sistemler arasındaki çeşitli arayüzlerin tribolojik özelliklerihem deneysel hem de teorik olarak ele alınmıştır. Teorik olarak yük yoğunluğu fonksiyoneliteorisi (DFT) ve moleküler dinamik (MD); deneysel olarak ise atomik kuvvet mikroskopisi(AKM) ile gerçekleştirilen çalışmalarımızda grafen/Au, h-BN/Au ve MoS2/Au arayüzlerininözellikleri incelenmiştir. Ayrıntılı sonuçlarımızdan her üç katmanlı materyalin de Au ile olanarayüzünde son derece düşük bir sürtünme katsayısına sahip olduğu ıspatlanmıştır. Hemyığın Au hem de Au kümeleri ile olan arayüz incelenmiş, böylelikle proje önerimizde debahsettiğimiz büyüklüğün etkisi incelemesi de gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarımızdan üç adettez ve çok sayıda bildiri çıkmıştır. Makalelerimiz yayına hazır duruma getirilmiştir.