Grafenin kaymalı yataklara uygulanması

Abstract

Eski çağlardan beri önemli bir konu olan sürtünme halen hareketli mekanik sistemlerin verimliliği ve dayanıklılığını etkileyen önemli bir etmendir. Sürtünme ve buna bağlı olarak meydana gelen aşınmanın etkilerinin en aza indirilmesi insanlığa ve teknolojiye çok faydalar sağlayacaktır. Günümüze kadar birbirine göre kayan yüzeyler arasındaki sürtünmeyi azaltma yağlayıcılar kullanılarak başarılmış ancak en etkili yağlayıcının hangi malzeme olduğu belirlenememiştir. 2004 yılında keşfedilen ve tek atom kalınlığındaki iki boyutlu karbon malzeme olan grafen diğer malzemelerde görülmeyen eşsiz tribolojik özellikleri nedeniyle dikkatleri üzerine çekmiştir. Bu kapsamda bu tez çalışmasında tek katmanlı grafen kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle bakır folyolar üzerinde üretilmiş ve araçların biyel kolunda bulunan kaymalı yataklara aktarılarak otomotiv alanında sürtünmeden dolayı meydana gelen kayıpların azaltılması amaçlanmıştır. Piyadasan tedarik edilen ticari kaymalı yataklar transfer metodu kullanılarak tek katmanlı ve iki katmanlı grafen ile kaplanmıştır. Grafen ve tribolojik özellikleri optik mikroskobu, Raman spektroskopisi, atomik kuvvet mikroskobu (AKM) ve pim-disk aşınma testi yardımıyla araştırılmıştır.

Friction which is an important issue from ancient times still prevalent factor that affect moving mechanical systems efficiency and durability. Minimizing the effects of friction and wear that occurs correspondingly, will provide many benefits to humanity and technology. Reducing friction between sliding surfaces is achieved using lubricants until today however it was not determined which lubricant is most influent. Graphene -one atom thick- two dimensional carbon material discovered in 2004 has drawn attention due to its fascinating tribological features which is not seen in other materials. Within this scope in this thesis study monolayer graphene was synthesized on copper (Cu) foils by Chemical Vapour Deposition (CVD) and its aimed to decrease the loses that occur due to friction in the field of automotive by transfering graphene onto journal bearing which exist in the connecting rod. Commercial journal bearings supplied from market are coated with single layer and bilayer graphene by transferring method. Graphene and its tribological characteristics were investigated by optical microscopy, Raman spectroscopy, Atomic Force Microscopy (AFM) and pim on disc wear tests.