geleneksel ve hızlı sinterleme yöntemleri

Transkript

C B Ü Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi Yıl:2011 Cilt:1 Sayı:15
GELENEKSEL VE HIZLI SİNTERLEME YÖNTEMLERİ
Uğur ÇAVDAR1, Enver ATİK2
ÖZET
Uygun bileşime sahip toz karışımları bir karıştırıcı ile karıştırılması, kalıp içerisinde
preslenmesi ve daha sonrada uygun atmosfer ortamında ve sıcaklıkta sinterlenmesi
sonucunda toz metal parçalar elde edilir. Toz metalürjisi ile elde edilecek parçalarda önemli
aşamalardan birisi sinterleme işlemidir. Sinterleme, ergime sıcaklığının altında ve genellikle
koruyucu atmosferde gerçekleştirilir. Sinterleme prosesinde, ısıtılmış parçanın korozyondan
korunması amacıyla atmosferle ilgisi kesilmiş fırın içerisinde önce yağlayıcılardan
temizlenmek üzere ön ısıtmaya tabi tutulur. Oksit indirgenmesinin ardından fırının sıcak
bölgesinde sinterleme işlemi gerçekleştirilir. Fırından çıkan parça soğumaya bırakılır.
Sinterleme işlemi genellikle parti ya da, sürekli fırınlarda geleneksel yöntemlerle gerçekleşir.
Hızlı sinterleme yöntemleri, geleneksel sinterlemeye en önemli alternatiftir.
Anahtar Kelimeler: Toz metal, Sinterleme, Geleneksel sinterleme, İndüksiyonla sinterleme,
Mikro dalga sinterleme, Plazma sinterleme, Lazer sinterleme.
ABSTRACT
Powder metal pieces are obtained in consequence of powder mixtures which has a
suitable composition are mixed up in mixer, pressed with die and after that sintered with
suitable atmosphere environment and temperature. One of the most important ranks of the
powder metallurgy is sintering process. Sintering is becoming under melting temperature and
generally under inert atmosphere. In the sintering process, piece is presintered for cleaned
from lubricant firstly in the furnace which has not any atmosphere. This process aim is
protect from corrosion to heated pieces. Sintering process is becoming warm region of the
furnace after oxide is reduced. Piece which is taking from furnace is getting cold. Generally
party or continuous furnaces are used for sintering process. Rapid sintering methods are most
important alternative to traditional sintering.
Keywords: Powder Metal, Sintering, Conventional sintering, Induction sintering,
Microwave sintering, Plasma sintering, Laser sintering.
1.
GİRİŞ
Toz metalürjisi yönteminde, uygun kalıplama tekniğiyle çok az talaş kaldırarak ya
da hiç talaş kaldırmaya gerek kalmadan nihai parça üretilebilmektedir. Gelişen teknoloji ile
toz metalürjisinde parça üretimi gereksinimi de hızla artırmaktadır.
Toz metalürjisi yöntemiyle, uygun bileşime sahip toz karışımları ilk aşama olarak
kalıp içerisinde preslenmektedir. Presleme basıncına ve etki şekline bağlı olarak parçanın
yoğunluğu da değişmektedir. Bu ilk işlem, elde edilecek parçanın mekanik ve fiziksel
özelliklerini de belirlemektedir.
1
Arş. Gör., Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
[email protected]
2
Doç. Dr., Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, [email protected]
1
Toz metalürjisi ile elde edilecek parçalarda ikinci ve önemli aşama sinterlemedir.
Sinterleme, ergime sıcaklığının altında ve genellikle koruyucu atmosferde gerçekleştirilir. Bu
aşamada, parça ısıtılmış ve korozyondan korumak amacıyla atmosferle ilgisi kesilmiş fırın
içerisinde önce yağlayıcılardan temizlenmek üzere ön ısıtmaya tabi tutulur. Oksit
indirgenmesinin ardından fırının sıcak bölgesinde sinterleme işlemi gerçekleştirilir ve
fırından çıkan parça soğumaya bırakılır [1].
Ürünlere hızlı ısıtma ile sinterleme teknikleri uygulanana kadar, reaktif yöntemler
eşsiz olarak biliniyordu. Yeni araştırmalar sayesinde düzgün ürün kalitesinin yanı sıra hızlı
ısıtma ya da daha üniform bir ısı transferinin gerçekleşmesi hedeflenmektedir. Hızlı ısıtma
teknikleriyle ısı penetrasyonu, geleneksel sinterleme yöntemine göre artmıştır. İletken
malzemelerde direkt olarak akımın malzemenin üstünden geçmesi veya indüksiyonla
ısıtılması sağlanmıştır. İletken olmayan malzemelerde ise mikrodalga ve plazma ısıtma
teknikleri kullanılmaya başlanmıştır [2].
2.
SİNTERLEME
Sinterleme, toz metalurjisinin en karmaşık konusudur. Sinterleme aynı zamanda,
ham taslağı yüksek performaslı parçaya dönüştürdüğünden toz metalin en önemli tekniğidir.
Sinterleme sırasında polimer/yağlayıcı yakılması, parçacıklar arası bağlama, boyut değişimi
ve mikroyapının önemli miktarda irileşmesi gibi birçok önemli olay gerçekleşir [1].
Sinterleme, birbirine temas eden parçacıkların yüksek sıcaklıklarda birbirine
bağlanmasını sağlar. Bu bağlanma, ergime sıcaklıklığının altında katı halde atom
hareketleriyle oluşabilir. Pek çok durumda, sıvı faz oluşumu ile birlikte gerçekleşir.
Bağlanma, temas eden parçacıklar arasında boyun oluşmasıyla kendisini gösterir [1].
2.1.
Sinterleme Fırınları
Sinterleme fırını, sinterleme döngüsünde sıcaklığı ve zamanı kontrol eder. İlave
olarak atmosferi tutar, yağlayıcı ve bağlayıcıların giderilmesini sağlayarak sinterleme sonrası
ısıl işlem imkanı verir. Çoğunlukla, fırın çıkışları atıkları yakmak için bir yakıcıdan geçer.
Fırın, bu işlevleri parti veya sürekli sinterleme şeklinde yapar. Şekil 1’de sinterleme için tipik
sıcaklık–zaman döngüsü gösterilmektedir. Parti ve sürekli fırınlar arasındaki fark, fırın
sıcaklığı–zaman veya parça konumu–zaman ilişkilerinin kontrolüne bağlıdır [1].
Şekil 1. Bir sinterleme fırınındaki işlemler zincirinin şemtik gösterimi. Diyagram, tipik
zaman-sıcaklık profilini göstermektedir [1].
2
2.1.1.
Parti Fırınlar
Parti fırın, sinterlenecek malzeme ile yüklenir ve sıcaklık döngüsü birkaç saat
uygulanır. Her bir döngü farklı programlanabildiği için parti fırınların kullanımı esnektir.
Ayrıca, vakum sinterleme ve basınç–takviyeli sinterleme sadece parti fırınlarda yapılabilir.
Genellikle, fırın cidarları çalışma bölgelerinin etrafındaki yansıtıcı ısı kalkanları ve dıştan su
soğutma ile sürekli soğutulur. Diğer bir tasarım, sinterlenen malzeme ve koruyucu atmosferi
ihtiva eden kutunun ısıtıcı elemanlarla dışarıdan ısıtılmalıdır. Sıcak bölgeye yükleme önden,
üsten veya alttan çeşitli kaldıraçlar ile yapılabilir [1].
Şekil 2, vakum veya akan işlem atmosferi altında çalışan bir parti fırınını
göstermektedir. Hazne çapı büyüdükçe sinter yükü artmakta, 500 kg’a kadar erişmektedir.
Maksimum 3000°C sıcaklığa çıkması ve bazı parti fırınlarında birkaç atmosfer basınç altında
çalışılması mümkündür. Yarı–sürekli vakum sinterleme fırınlarında seri halde üç veya daha
fazla oda bulunmaktadır. Yük bir odada belirli bir süre tutulduktan sonra bir sonraki odaya
taşınır, böylece döngü parti fırınlarında ard arda sinterleme şeklinde oluşur [1].
Şekil 2. Parti sinterleme fırının şematik gösterimi [1].
2.1.2.
Sürekli Fırınlar
Sürekli bir fırında, parçanın konumu zamana karşı taşıyıcı bant veya itici
konveyörler kullanılarak ardışık bölgelerde kontrol edilir. Genellikle, konveyörler tel
örgüden imal edilir. Yüksek sıcaklıklar için seramik, grafit veya refrakter bant veya itici
kullanımı gerekir. Refrakter malzemeler veya grafit ile 2000°C’nin üzerinde sıcaklıklara
çıkmak mümkündür [1].
Sürekli bir fırında ilk bölgeler yağlayıcı, polimer ve kirletici giderme için kullanılır.
Atmosfer bileşimi ve akışı, her bir bölgede tepkimeleri kontrol etme ve kirleticileri yüksek
sıcaklık bölgesinden uzakta tutmak için ayarlanır. En uygun fırın tipi ve boyutları üretim
miktarı, sinterlenecek malzeme, işletim maliyeti, atmosfer tipi ve sinterleme sonrası soğutma
hızına bağlıdır [1].
Şekil 3’de en yaygın kullanılan sürekli fırın gösterilmektedir. Bu fırın, sabit sıcaklık
profiline ve belli bir hızda hareket eden bir banta sahiptir. Yatay bant sıcak bölgeden geçerek
3
dönüşte fırının altında hareketine devam eder. Bant fırında hareket ederken yük kademeli
olarak ön ısıtma, yüksek ısı ve soğutma bölgesinden geçer. Fırının uzun süreli kullanımında
bantta uzama, aşınma, sürünme ve ısı çevirimi oluşur. Bu sebeplerden bant kullanım dışı
kalır. Yüksek sıcaklıklarda fırın ömrü daha kısadır. Hidrokarbon, etanol, metan ve yüksek
hidrojen içeren gazlar kullanıldığında fırının ömrünü hızla azaltır [1].
Yüksek sinterleme sıcaklıkları için volfram, seramik (silisyum karbür) veya grafit
taşıyıcı bantlar kullanılmalıdır [1].
Şekil 3. Örgü bantlı sürekli sinterleme fırınının şematik görünüşü [1].
Buraya kadar bahsedilen fırınlar, geleneksel sinterleme fırınlarıdır. Buradan sonra
hızlı sinterleme tekniklerinden söz edilecektir.
2.2.
Hızlı Sinterleme Teknikleri
Hızlı sinterleme tekniklerine örnek olarak İndüksiyonla sinterleme, mikrodalga
sinterleme, plazma sinterleme, lazer sinterleme’yi verebiliriz.
2.2.1.
İndüksiyonla sinterleme
İndüksiyonla sinterleme, değişken akım taşıyan iletken bobin ile sağlanır. Bobinde
oluşan akım, toz malzeme içinde girdap akıma neden olan manyetik alanı oluşturur. Bobin
genellikle bakırdan meydana gelir. İçerisinden soğutma suyu geçer. İndüksiyonla sinterleme
yönteminde kullanılan frekans 50 Hz ile 50 kHz arasında olabilir [3]. İletken olmayan
malzemeler için, indüksiyon bobini içinde manyetik akıyı çekecek farklı bir iletkene ihtiyaç
vardır. İletken malzeme manyetik akıyı çekerek ısınır ve yalıtkan malzemeye ısıyı iletir.
İndüksiyon sisteminin en önemli özelliği hızlı ısınma gerçekleştirmesidir. Genel
olarak malzmelerin yüzeylerini ısıtmada kullanılır. İşlem görecek malzemeyi bir seferde
ısıtır. Isı transferi diğer ısıtma sistemlerinden 3000 kez daha iyidir [3]. Genellikle indüksiyon
bobininin boyu malzemenin boyundan biraz daha büyüktür. Kısmi ısıtma yapılacak
malzemelerde ise bobin boyu, ısıtma yapılacak yüzeyin boyundan biraz kısa alınır.
İndüksiyon sisteminin frekansına göre penetrasyon derinliği değişir. Demir gibi çok
iletken malzemeler kısa sürede ısınır.
Yüksek sıcaklıkta veya yüksek frekansta penetrasyon derinliği azalır (Şekil 4). Tüm
toz malzemeler indüksiyonla sinterleme numunesi olarak kullanılabilir. Oda sıcaklığında 100
mm’ye kadar penetrasyon derinliği gerçekleşebir ama sıcaklık artarsa penatrasyon
derinliğinde azalma meydana gelir. Sıcaklık avantajı olduğu halde indüksiyon sinterlemede
4
çok az kullanılır. Genellikle indüksiyon akımını düzelten grafit ile birlikte yavaş adımlarla
ısıtılacak sıcak presleme işlemlerinde kullanılır.
Şekil 4. İndüksiyonla sinterlenmiş Cu-15Al TM numunenin sıcaklık ve frekansa göre
penetrasyon derinliği [3].
Çavdar ve Atik metal malzemelerin orta frekanslı indüksiyonla sinterleme [4-6] ve
toz boyutunun indüksiyonla sinterlemeye etkisi [7] hakkında yaptıkları çalışmaları
yayınlamışlardır. Ayrıca Shon ile arkadaşları [8] ve Khalil ile arkadaşları [9] yüksek
frekanslı indüksiyonla sinterleme hakkında çalışmışlardır.
2.2.2.
Mikrodalga ile Sinterleme
Mikrodalga ile sinterleme yöntemi en çok seramiklerin sinterlenmesinde
kullanılmaktadır [10-11]. Elektromagnetik dalga çok yüksek frekans üretmektedir. Ev tipi
mikrodalga fırınlarından daha yüksek güce sahip mikrodalga cihazlarla, seramik ve metalik
malzemeler sinterlenebilir.
Şekil 5. Mikrodalga sinterlemenin şematik gösterimi [12].
5
Şekil 5’de görülen mikrodalga sinterleme cihazı 9 kW güce ve 2,45 GHz frekansa
sahiptir. Cihaz hem konvansiyonel hem de mikrodalga sinterleme yapabilmektedir. Dakikada
5 Kelvin ısıtma hızıyla çalışmaktadır. Malzemenin yüksek mikrodalga frekansı çekmesi için
altlık kullanılır. Ayrıca ısının fırında dağılmaması için malzeme kutunun içinde sinterlenir.
Mikrodalga ile malzemelerin atomlarının hareketlendirilmesi sayesinde ısınma meydana
gelir [12]. Isınma, malzemenin üstüne direkt olarak mikrodalga ile temasına ve malzemelerin
dielektrik davranışına bağlı olarak değişir [3]. Isınma malzemelerin üzerinde meydana gelir.
Mikrodalga penetrasyonu, frekansın kareköküyle ters orantılıdır [3].
Katz [10], Clark ve arkadaşları [11] seramik malzemelerin, Kurt ve arkadaşları [12],
Kuşoğlu ve arkadaşları [13], J. Mascarenhas ve arkadaşları da [14] metal malzemelerin
mikrodalga ile sinterlenmesi hakkında çalışmalar yapmışlardır.
2.2.3.
Plazma Sinterleme
Plazma sinterleme, mikrodalga sinterlemeye benzer bir sistem olmakla birlikte,
plazma kendisine özgü termal ortamıyla, hızlı sinterleme davranışlarının oluşmasını sağlar
[15-16]. Plazma sinterleme genel olarak Al2O3, SiC, ve ZrO2 gibi seramik malzemelere
uygulanır. Düşük basınçlı gaz ortamında nükleustaki elektronların, indüksiyon veya
mikrodalga akımlarının uygulanmasıyla plazma sinterleme meydana gelir. Plazma
sinterlemede yüksek sıcaklık mümkün olduğundan dolayı hızlı ısıtmayla, düşük güç kayıpları
meydana gelmektedir. N2,H2 ve H2O gibi poliatomik gazlar ısıtmaya yardımcı olur. Örnek
olarak; Zirkonya-ytria kompozisyonu %93 yoğunluğa ulaşması için 2,5 dakika oksijen-argon
atmosferi altında mikrodalga ısıtma uygulanmasıyla plazma sinterleme gerçekleştirilmiştir
(Şekil 6) [17].
Şekil 6. Plazma sinterlemenin şematik gösterimi [3].
Schwarz ve arkadaşları [18], Menapace ve arkadaşları [19] metal parçaların spark
plazma sinterleme (SPS) yöntemiyle sinterlenmeleri hakkında çalışma yapmışlardır.
2.2.4.
Lazer Sinterleme
Lazer ışınlarıyla malzemelerde ergime, bağlanma ve camsı pürüzsüz yüzey oluşması
sağlanmaktadır [20-21]. Lazer, malzemenin yüzeyinde 2400°C sıcaklığa kadar çıkılmasını
sağlayabilir. BaTiO3 malzemesinin 1320°C sıcaklıkta 30s’de sinterlenmesi
gerçekleştirilmiştir. Fakat uygulanan güçle sertleşme derinliği aynı oranda olmamıştır.
Sertleşme sadece yüzeyde meydana gelmiştir. Yüzeyde çok hızlı ısınma meydana gelse de,
ısı transferi çok yavaş olmaktadır. Buna bağlı olarak da sinterleme çok yavaş
gerçekleşmektedir (Şekil 7).
6
Şekil 7. Lazer sinterlemenin şematik gösterimi [3].
Kopp ve arkadaşları [22], Kasai ve arkadaşları [20] metal parçaların lazer
sinterlenmesi hakkında, Yuki ve arkadaşlarıda [21] seramik parçaların lazerle sinterlenmesi
hakkında çalışma yapmışlardır.
2.2.5.
Deşarj Sinterleme
Direkt rezistans ısıtmayla yüksek sıcaklıklarda en hızlı sinterlemenin
gerçekleştirildiği yöntemdir. Elektrik akımı malzemenin üstünden geçerken, mlazemenin
ısınmasına yol açar. Akım yoğunluğu 65–300 A/cm2 arasındadır. Malzemeye çok yüksek
tekrarlı elektrik akımı uygulandığında, sinterleme esnasında oluşan boyunlar küçük ve akım
yoğunluğu da yüksek olursa, malzemede ergimeler meydana gelebilmektedir (Şekil 8).
Şekil 8. Elektriksel deşarj sinterlemenin şematik gösterimi [3].
Okazaki yaptığı çalışmada [23] demir, çelik, bakır, paslanmaz çelik, tungsten ve
titanyum gibi metalik malzemelerin elektriksel deşarj yöntemi ile sinterlenebileceğinden
bahsetmiştir.
3.
SONUÇLAR
Genel olarak konvansiyonel (geleneksel) sinterleme yöntemiyle sinterlenen toz
metal numunelere alternatif sinterleme yöntemleri geliştirilmiştir. İndüksiyonla sinterleme,
mikrodalga sinterleme, plazma sinterleme ve lazer sinterleme gibi yöntemler hızlı sinterleme
yöntemlerinin en başında gelen örnekleridir. Amaç daha hızlı ve homojen ısınan ve
sinterlenen bir numune elde etmektir. Çavdar ve Atik demir esaslı toz metal malzemeleri orta
7
frekanslı indüksiyon sistemiyle yaklaşık 6,68 dakikada (500 saniye) sinterlemiştir [49-51].
Geleneksel sinterleme yöntemi ile 30 ila 45 dakika arasında sinterlenen toz metal
numunelerin, yaklaşık 6 dakikada sinterlenmesi, sinterleme süresinin 5 ila 7 kat kısalması
manasına gelmektedir. Ayrıca İndüksiyonla sinterlenen toz metal numunelerin üç nokta
eğme dayanımı sonucunda elde edilen eğme dayanımı ve yüzde uzama değerleriyle, sertlik
değerleri de geleneksel yöntemle sinterlenen toz metal numunelerin eğme dayanımı, yüzde
uzama ve sertlik değerleri ile yaklaşık aynı değerlerdedir.
Deşarj ve indüksiyonla sinterleme sayesinde iletken malzemelerin üstünden akımın
veya manyetik akının geçmesiyle ısınmanın gerçekleşmektedir. Mikrodalga ve plazma
sinterleme teknikleri de iletken olmayan malzemelerin sinterlenmesinde kullanılır. Hızlı
sinterleme yöntemleri sayesinde ısınma işlemi numunenin yüzeyinde ve aynı zamanda içinde
gerçekleşmektedir. Geleneksel sinterleme işleminde ise sinterleme işlemi yüzeyde
başlamakta ve iletim ve taşınımla sağlanmaktadır.
8
4.
KAYNAKLAR
1. Randall M.G., Editörler; Sarıtaş, S. Türker, M., Durlu, N., “Toz Metalurjisi ve Parçacıklı
Malzeme İşlemleri”, p.p. 2-9, 143, 233-273, 279-296, TMMD, Ankara/Türkiye, 2007.
2. Shon, I.J., Jeong, I.K., Ko, I.Y., Doh,J.M., Woo, K.D., “ Sintering behavior and
mechanical properties of WC-10Co, WC-10Ni and WC10Fe hard materials produced by
high-frequency induction heated sintering” Elsevier, Ceramic International, Republic of
Korea, accepted 3 november 2007.
3. Randal M. German, “Sintering theory and practice” The Pennsylvania State Universty
Park, Pennsylvania, A willey – interscience publication, Jon Wiley & Sons, INC., USA, pp.
313-362, 373-400, 403-420, 1996.
4. Çavdar, U., Atik, E., “Sintering with induction”, Euro PM2008 Proceedings Vol 3,
29Sep.-1oct. 2008, p.p. 33-38, Rosengarten Congress Center, Mannheim, Germany 2008.
5. Çavdar, U., Atik, E., Ataç, A., “Toz metal burçların indüksiyonla sinterlenmesi” 5th
International Powder Metallurgy Conference, T.O.B.B. Conferance Centre, 8-10 October
2008, Ankara/Turkey 2008.
6. Çavdar, U., Atik, E., “Induction Sintering Of %3 Cu Contented Iron Based Powder
Metal Parts” 5th International Powder Metallurgy Conference, T.O.B.B. Conferance Centre,
8-10 October 2008, Ankara/Turkey 2008.
7. Çavdar, U., Atik, E., “Toz Boyutunun İndüksiyonla Sinterlemeye Etkisi” 12th
international materials symposium, IMSP 2008, Denizli/Turkey, Vol.2, pp.1286-1290, 15-17
October 2008.
8. Shon, I.J., Jeong, I.K., Ko, I.Y., Doh,J.M., Woo, K.D., “ Sintering behavior and
mechanical properties of WC-10Co, WC-10Ni and WC10Fe hard materials produced by
high-frequency induction heated sintering” Elsevier, Ceramic International, Republic of
Korea, accepted 3 november 2007.
9. Khalil, K.A., Kim, S.W., Darmaraj, N., Kim, K.W., Kim, H.Y., “Novel mechanisim to
improve touthness of the hyroxyapatite bioceramics using high-frequency induction heat
sintering”,Elsevier, jornal of Materials Proccessing Tecnology 187-188, p.p. 417-420, 2007.
10. Wang, Q.B., Tang, H.P., Zhang, Q.C., Qiu, Q.F., Wang, J.Y., “Metallic membranes”
Filitration & separation, p. 40-42, Jan/Feb. 1998.
11. Clark, D.E., Floz, D.C.., Schulz, R.L., Fathi, Z., Cozzi, A.D., “Recent developments in
the microwave processing of ceramics” MRS Bull., vol.18 no.11, pp. 41-46, 1993.
12. Kurt, A., Eşman, A., Boz, M., “Mikrodalga sinterleme ile toz metal alüminyum
parçaların sinterlenmesi” Gazi Üniversitesi 2005.
13. Kusoglu,İ.M., Monica, P., Onel, K., “Microwave assisted sintering of Iron powders“, 5th
International Powder Metallurgy Conference, T.O.B.B. Conferance Centre, 8-10 October
2008, Ankara/Turkey 2008.
9
14. Mascarenhas, J., Marcelo, T., Inverno, A., Castanho, J., Vieira, T., “Microwave
Sintering of Sputter Coated 316l Powders”, Euro PM2008 Proceedings Vol 3, 29Sep.-1oct.
2008, p.p. 21-26, Rosengarten Congress Center, Mannheim, Germany 2008.
15. Upadhya, K., “ Sintering kinetics of ceramics and composites in the plasma
environment”, J. Metal, vol.39, no. 12, pp. 11-13, 1987.
16. Johnson, D.L., Rizzo R.A., “ Plasma sintering of beta-double prime alumina”, Cerm.
Bull. vol. 59, pp. 467-472, 1980.
17. Kijima, K., Uetuki, T., Tanaka, K., “ Sintering of silicon carbide”, sintering’87, vol. 2,
S. Somiya, M. Shimada, M. Yoshimura, R. Watanabe (eds) Elsevier applied Science,
London, pp. 1064-1069, 1988.
18. Schwarz, S., Oberacker, R., Hoffmann, M.J., “Microstucture and Mechanical Properties
of Maraging Steel Processed by Spark Plasma Sintering (SPS)”, Euro PM2008 Proceedings
Vol 3, 29Sep.-1oct. 2008, p.p. 3-8, Rosengarten Congress Center, Mannheim, Germany
2008.
19. Menapace, C., Libardi, S., Zadra, M., Molinari, A., “Microstructure and Mechanical
Properties of an Ultra Fine Fe-Mo-B Alloy Produced by Mechanical Alloying and Spark
Plasma Sintering” Euro PM2008 Proceedings Vol 3, 29Sep.-1oct. 2008, p.p. 9-14,
Rosengarten Congress Center, Mannheim, Germany 2008.
20. Kasai, T., Ozaki, Y., Noda, H., Kawasaki, K., Tenamoto, K., “ Lazer sintered barium
tatanate”, J. Amer. Ceram. Soc., vol. 72, pp. 1716-1718, 1989.
21. Yuki, M., Yamaoka, H., Nakanishi, Y., Kawasaki, A., Watanabe, R., “ Experimental
study of lazer sintering process of ceramics” Proceedings of 1993 Powder Metallurgy Word
congress, Part 2, Y. Bando and K.Kosuge (eds.), Japon society of Powder and Powder
Metallurgy, Kyoto Japon, pp. 939-942, 1993.
22. Kopp, C.A., Petzoldt, F., “Laser Sintering of Metallic Parts with Complex Internal
Structures” Euro PM2008 Proceedings Vol 3, 29Sep.-1oct. 2008, p.p. 283-288, Rosengarten
Congress Center, Mannheim, Germany 2008.
23. Williams, D.J., Johnson, W., ”Neck formation and growth in high voltage discharge
forming of metal powders”, Powder metal int., vol.25, pp. 85-89, 1982.
10
AZ91 MAGNEZYUM ALAŞIMININ METALOGRAFİK VE
MEKANİK ÖZELLİKLERİNE İNDİYUM ELEMENTİNİN ETKİSİ
THE EFFECT OF INDIUM ELEMENT ON METALLURGICAL AND
MECHANICAL PROPERTIES OF AZ91 MAGNESIUM ALLOY
Yiğit ERÇAYHAN1, Nurşen SAKLAKOĞLU2
ÖZET
Bu çalışmada AZ91 magnezyum alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine %
0,2-%0,8 oranlarında ilave edilen In elementinin etkisi incelenmiştir. Mikroyapı sonuçları
ilave edilen In miktarı arttıkça tanelerin küçülme eğilimi gösterdiği ve Mg17Al12 intermetalik
fazının yapıda daha kopuk bir şekilde dağıldığı gözlenmiştir. In miktarı arttıkça alaşımın
sertliği ve akması %5-%10 oranlarında arttığı gözlenirken, % kısalma oranın da kayda değer
bir değişiklik gözlemlenmemiştir.
Anahtar Kelimeler: Indiyum, AZ91, mekanik özellikler
ABSTRACT
In this study, the effect of In addition varied between 0,2-0,8 wt % on the
microstructure and mechanical properties of AZ91 magnesium alloy have been examined.
The microstructure results showed that as the In is added into AZ91 alloy, the grain sizes
reduced and Mg17Al12 intermetalic phase is refined. Increasing the amount of In addition into
AZ91 alloy increased the yield strength and hardness varied between 5-10 wt % of AZ91
alloy. There were no significant changes for elongation of alloy.
Key words: Indium, AZ91, mechanical properties
1.
GİRİŞ
Malzeme seçiminde düşük ağırlık kadar önemli olan geri dönüşebilirlik dünya
hammadde ve enerji kaynaklarının korunması için etken bir faktör haline gelmiştir
(Vecchiarelli M.A 1992). Günümüzde enerji kaynaklarının ve ekolojik dengenin korunması
otomotiv sektörünü yakıt tüketiminde zorunlu kısıtlamalara götürmektedir. Bu amaçla araç
lastiklerinde sürtünmenin azaltılması, ağırlıkta azalma, motor ve transmisyon verimliliğinin
artırılması, araç ön alanının küçültülmesi ve aerodinamik tasarım gibi yaklaşımlar üzerine
çalışılmaktadır (Mehmet Ünal 2008). Magnezyum ve alaşımları günümüzde modern hafif
yapılar için önemli bir malzeme olarak görülmekte ve bundan dolayı özellikle otomobil
endüstrisinde geniş bir kullanım alanına sahip olmaktadır. Magnezyumun yoğunluğu 1,7
g/cm3 (alüminyumun yoğunluğu = 2,7 g/cm3, çeliğin yoğunluğu = 7,8 g/cm3) olmasına
rağmen alüminyum ile hemen hemen aynı dayanım değerlerine sahiptir (200 – 250 MPa).
Ağırlık olarak Mg, Alüminyum (Al)’dan % 36, Demir (Fe) ve çelikten % 78 daha hafiftir
(Gaines L. 1996, Housh S. 1998).
1
2
Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makine Müh. Böl., Manisa,Türkiye,[email protected]
Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makine Müh. Böl., Manisa,Türkiye,[email protected]
11
Magnezyum da diğer metaller gibi nadiren saf halde kullanılır. Malzemenin
dayanım özelliklerinde belirli gelişmeler sağlamak için Mg’a alaşım elementleri katılarak
döküm veya dövme ürünler elde edilmektedir. Mg, HSP yapıya sahiptir ve sahip olduğu tane
çapı da çok fazla sayıda elementle katı çözünebilirliğe müsade eder. Mg yapısal bir malzeme
olarak kullanıldığında Al, Be, Ca, Cu, Fe, Mn, Ni, Si, Ag, Sn, Zn ve Zr gibi ana elementler
ile Na, K, Li alkali ve Ce, Ln, Y, Nd gibi toprak elementleri (RE) katılarak alaşımlandırılır.
Bu elementlerin biri veya birkaçı ile alaşımlandırıldığı zaman alaşımlar genellikle yüksek
mukavemet/ağırlık oranına sahip olur ( Housh S. 1998, Dobrzanski 1997).
Literatürde AZ91 alaşımına Ca, Sr, Sn, Si, Y, Pb ilavesinin AZ91 alaşımına
etkilerini inceleme çalışmaları yapılmıştır. Ünal ve arkadaşları(Ünal 2009) , AZ91
magnezyum alaşımına Si alaşım elementini ekleyerek magnezyum alaşımına etkilerini
inclemişlerdir. Buna göre % 2 Si ilavesinde akıcılıkta % 25 düşüş gözlemlenmiştir. AZ91 ve
% 0.2’den % 2’ye kadar Si ilavesinde sıcak yırtılma gözlemlenmiştir. AZ91 alaşımına Si
elementinin ilavesi ile alaşımın çekme ve akma dayanımı yükselmiştir. % 0.3 Si ilavesinden
sonra % uzamada ve sertlikte orantılı artış gözlenmiştir. Zhang ve arkadaşları (Zhang 2009,
322-330), AZ91 alaşımına yitriyum elementi ilavesinin etkilerini incelemişler ve az miktarda
yitriyum ilavesinin alaşımın tane bayutunda gözle görülür bir incelme olduğunu
gözlemlemişlerdir. Mikroyapıdaki incelmenin alaşımın mekanik özelliklerini dikkate değer
bir şekilde geliştiğini ve korozyon dayanımının arttığını göstermişlerdir. Koç ve arkadaşları
(Koç 2009), AZ91 alaşımına kalay elementi ilavesinin etkilerini incelemişlerdir. AZ91
alaşımına Sn elementinin % 0.5’e kadar ilavesi akıcılığı arttırmakta, ancak % 0.5’ten fazla
Sn ilaveleri AZ91’in akıcılığında kayda değer bir etki yapmamakta olduğunu belirtmişlerdir.
AZ91 ve ilave edilen % 0.2, % 0.3 ve % 0.4 Sn ilavelerinde sıcak yırtılmalar gözlenirken %
0.1 ve % 0.2 ilavelerinde gözlenmemekte olduğunu göstermişlerdir. Ayrıca AZ91 alaşımına
% 0.5’e kadar Sn elementi ilavesi ile alaşımın çekme-akma dayanımını artırırken, %
uzamasını bir miktar düşürmüş, sertlikte ise kayda değer bir değişme olmadığını
gözlemlemişlerdir. Hirai ve arkadaşları (Hirai 2005, 276-280), AZ91 alaşımına Ca ve Sr
elementi ilavesinin etkileirni incelemişlerdir. % 0.5-% 1 oranlarında ilave edilen Ca ve Sr
elementinin AZ91 alaşımının tane boyutunu küçülttüğünü ve çekme dayanımını arttırdığını
gözlemlemişlerdir.
Bu çalışmada % 0.2-% 0.8 oranında In ilave edilerek alaşımın mikroyapı özellikleri
ve akma dayanımı, sertlik ve uzama gibi mekanik özelliklerin araştırılması amaçlanmıştır.
2.
DENEYSEL ÇALIŞMA
Magnezyum alaşımlarının hazırlanmasında toplam 20 kilogram saf magnezyum
kullanılmıştır. AZ91 alaşımı hazırlanması için 10 kilogram %99,95 saflıkta magnezyum, %
99,8 saflıkta 900 g aluminyum, % 99,995 saflıkta 78 g çinko ve 18 gram mangan
kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar için seçilen indiyum alaşım elementi ayrı ayrı olarak
hazırlanan AZ91 alaşımına % 0,2, % 0,4, % 0,8 oranında ilave edilmiştir. Tablo 2.1’de
deneysel çalışmalar için kullanılan alaşımların analizleri gösterilmektedir.
12
Tablo 2.1. Deneysel çalışmalarda kullanılan alaşımların analizleri
Döküm işlemi için AZ91D magnezyum alaşımı, indiyum alaşım elementi katılarak
NA-KA Katodik Koruma Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti fabrikasında dökülmüştür. Magnezyum
alaşımlarının ergitilmesinde ve dökümünde ergitme ocağı kullanılmıştır. Magnezyum
alaşımının dökümü 700°C’de gerçekleştirilmiştir. Ergitme ocağında ergitilen magnezyum
alaşımı çelik potaya gravite yöntemiyle dökümü gerçekleştirilmiştir. Ayrıca magnezyum ve
alaşımları döküm sıcaklıklarında atmosferle temastan dolayı alev almasını önlemek için
döküm tozu kullanılmıştır.
Dökümü yapılan magnezyum alaşım külçesinden silindirik 30 mm çapında 10 mm
kalınlığında numuneler çıkartılıp metolografik incelemeleri yapılmak üzere numunelerin
yüzeyleri sırasıyla 180, 320, 600, 800, 1000 gritlik zımparalar kullanarak zımparalama işlemi
ve sırayla 3 µm ve 1 µm olmak üzere iki farklı kademede elmas pasta ile parlatma işlemi
STRUERS parlatma cihazında yapılmıştır. Daha sonra parlatılan numuneler 20 ml alkol, 2
ml saf su ve 1 g pikrik asit kullanılarak oluşturulan dağlama sıvısıyla dağlanmıştır ve Celal
Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi laboratuvarında bulunan CLEMEX dijital kamera
ile desteklenen MEIJI-ML7100 metal mikroskobu ile mikroyapı fotoğrafları çekilmiş, İzmir
Yüksek Teknoloji Enstitüsü Malzeme Araştırma Merkezinde de SEM-EDS çalışması
yapılmıştır. Ayrıca 20 × 3 mm boyutlarında silindirik numuneler hazırlanarak İzmir Yüksek
Teknoloji Enstitüsü Malzeme Araştırma Merkezinde XRD testi de yapılmıştır. Sertlik testi
için 30 mm çapında ve 10 mm kalınlığında numuneler hazırlanmıştır ve BMS marka Brinell
sertlik ölçme cihazında 62.5 kgf yük altında 2.5 mm çapındaki bilye uç ile sertlikleri
ölçülmüştür. Basma testi için 20×20 mm boyutlarında silindirik numuneler hazırlanıp,
Schimadzu Autograph 100 kN çekme-basma cihazında 2 mm/dakika hızda basma testi
yapılmıştır.
3.
SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRME
3.1.
Mikroyapı
AZ91 alaşımının mikroyapısı incelendiğinde, yapının tipik dendiritik bir yapıya
sahip olduğu ve yapıda α-Mg matris fazının yanı sıra, diğer fazların tane sınırları boyunca
dağıldığı Şekil 3.1 de görülmektedir. Literatürde AZ91 alaşımında α-Mg matrisin yanı sıra β
(Mg17Al12) intermetaliği ve α+β ötektiği oluştuğu rapor edilmektedir (Cizek L 2007,531538). Fazların tayini için XRD incelemesi yapılmış ve α-Mg ve β fazlarının varlığı tespit
edilmiştir (Şekil 3.2). Yapılan SEM-EDS çalışmasıyla iç yapıda α-Mg matrisin yanı sıra tane
sınırları boyunca uzanan β (Mg17Al12) fazı ve tane sınırlarında ince bir faz olarak α+β
ötektiği gözlemlenmiştir (Şekil 3.3). Ayrıca α, β ve α+β ötektik fazına ek olarak α-Mg ile β
arasında kalan bölgede “D” ile gösterilen gri renkli farklı bir yapı gözlemlenmiştir. Bu
yapının yapılan EDS analizleri sonucu tane sınırlarında aluminyumca zenginleşen α-Mg
olduğu tesbit edilmiştir (Şekil 3.3). Soğuma esnasında Zn’nun yüksek segregasyon
eğiliminden ve katılaşmanın ilk evrelerinde katı-sıvı ara yüzeyi önündeki yapısal alt
soğumadan dolayı, birincil dentritlerin büyümesi, Al’un dentrit kolları tarafından
ötelenmesine ve tane sınırlarında zenginleşmesine neden olmaktadır. Zenginleşen Al, α-Mg
ile ötektik yapıyı veya β fazını oluşturmaktadır (Koç 2008). Tane sınırlarında β fazını
13
oluşturmak için yeterli kompozisyona ulaşmayan bölge aluminyumca zengin α-Mg fazı
meydana gelmektedir.
α+β
α
β
b) 20x büyütme
Şekil 3.1. AZ91D mikroyapı görüntüsü
Yoğunluk
a) 4x büyütme
°2Theta
Şekil 3.2. AZ91 alaşımının XRD grafiği
α
β
D
α+β
a) AZ91D alaşımının SEM görüntüsü
14
%Mg %Al %Zn %Mn
(α) 94,43 3,45 1,75 0,00
%Mg %Al %Zn %Mn
(β) 59,13 33,85 6,52 0,50
b) α-Mg fazı EDS analizi
c) β fazı EDS analizi
%Mg %Al %Zn %Mn
(α+β)87,77 9,88 1,93 0,41
%Mg %Al %Zn %Mn
(D) 90,48 6,91 2,17 0,44
d) α+β fazı EDS analizi
e) D bölgesi EDS analizi
Şekil 3.3. a) AZ91D alaşımının SEM görüntüsü b) α-Mg fazı EDS analizi c) β fazı EDS
analizi d) α+β fazı EDS analizi e) D bölgesi (Aluminyumca zenginleşmiş α-Mg) EDS analizi
Şekil 3.4’te indiyum oranı artıkça ağ şeklinde olan β fazının dağılımının tane sınırlarında
bozulma eğilimi gösterdiği ve tane sınırlarında koyu renkli bölge olan aluminyumca zengin
α-Mg bölgesinin arttığı gözlemlenmiştir. Yapılan SEM-EDS analizinde alaşımın içinde In’
un varlığı ve fazların % bileşim oranları tesbit edilmiştir (Şekil 3.5,3.6,3.7). Ayrıca şekil
3.8’e bakıldığında In oranı arttıkça α-Mg tane boyutnun küçülme eğilimi gösterdiği
gözlemlenmiştir. Şekil 3.9’da XRD grafiğinde In alaşım elementi ilave edilmesine rağmen
alaşım içinde herhangi bir bileşik oluşturmadığı gözlemlenmiştir. Bunun sebebi olarak, Şekil
3.10’da Mg-In denge diyagramında da görüldüğü üzere In alaşım elementinin ilve edilen
miktarlarında α-Mg fazı içinde çözündüğü ve bu yüzden bileşik oluşturmamış olduğu
düşünülebilir.
a)
15
β
α
α+β
b)
c)
Şekil 3.4. AZ91 alaşımına In ilavesi ile oluşan 20x büyütmedeki mikroyapı görüntüler a)
AZ91+%0.2 In b) AZ91+%0.4 In c) AZ91+%0.8 In
α
β
α+β
D
a) AZ91 alaşımının % 0.2 In ilavesi sonrası SEM görüntüsü
%Mg %Al %Zn %Mn %In
(α) 93,79 2,47 1,85 0,00 1,89
%Mg %Al %Zn %Mn In
(β)66,00 26,35 6,47 0,00 1,19
%Mg %Al %Zn %Mn In
(α+β)74,61 17,24 6,45 0,45 1,24
%Mg %Al %Zn %Mn In
(D)88,92 7,66 2,33 0,45 0,59
Şekil 3.5. a) AZ91 alaşımının % 0.2 In ilavesi sonrası SEM görüntüsü b) α-Mg fazı EDS
analizi c) β fazı EDS analizi d) α+β fazı EDS analizi e) D bölgesi EDS analizi
16
α+β
D
α
β
a) AZ91 alaşımının % 0.4 In ilavesi sonrası SEM görüntüsü
%Mg %Al %Zn %Mn In
(α) 92,83 3,43 12,16 0,54 1,05
%Mg %Al %Zn %Mn In
(β)55,90 33,81 8,86 0,60 0,82
%Mg %Al %Zn %Mn In
(D) 89,38 7,10 2,33 0,63 0,56
d) D bölgesi EDS analizi
Şekil 3.6. a) AZ91 alaşımının % 0.4 In ilavesi sonrası SEM görüntüsü b) α-Mg fazı EDS
analizi c) β fazı EDS analizi d) D bölgesi EDS analizi
α+β
β
α
D
a) AZ91 alaşımının %0.8 In ilavesi sonrası SEM görüntüsü
17
%Mg %Al %Zn %Mn In
(α)83,28 4,02 2,33 0,86 4,49
%Mg %Al %Zn %Mn In
(β) 61,76 28,3 6,83 0,56 2,54
b)α-Mg fazı EDS analizi
c) βfazı EDS analizi
%Mg %Al %Zn %Mn In
(α+β)83,28 9,04 2,33 0,86 4,49
%Mg %Al %Zn %Mn In
(D)82,29 8,67 3,08 0,75 5,20
Şekil 3.7. a) AZ91 alaşımının %0.8 In ilavesi sonrası SEM görüntüsü b) α-Mg fazı EDS
analizi c) β fazı EDS analizi d) α+β fazı EDS analizi e) D bölgesi EDS analizi
a) AZ91+%0.2 In
b) AZ91+%0.4 In
c) AZ91+%0.8 In
Şekil 3.8. AZ91 alaşımına In ilavesi ile oluşan 4x büyütmedeki mikroyapı görüntüleri a)
AZ91+%0.2 In b) AZ91+%0.4 In c) AZ91+%0.8 In
18
Yoğunluk
a
b
c
°2 Theta
Şekil 3.9. AZ91 alaşımının In ilavesi sonrası XRD grafiği a) AZ91+ %0.2In b)
AZ91+%0.4In c) AZ91+%0.8In
Şekil 3.10. Mg-In Denge Diyagramı (Wıck 1969)
3.2.
Mekanik Deney Sonuçları
Şekil 3.11’de sertlik testi sonuçları gösterilmektedir. İndiyum ilavesi AZ91
alaşımının genel olarak sertliğini % 5 - % 10 arttırdığı gözlemlenmiştir. Şekil 3.12 de basma
sonuçları ve şekil 3.13 te % kısalma sonuçları gösterilmiştir. İndiyum ilavesi alaşımın
sertliğini arttırdığı gibi akma dayanımını da genel olarak % 5 - % 10 arttırdığı
gözlemlenmiştir. Ayrıca Şekil 3.8’de görüldüğü üzere In ilavesinin artmasıyla α-Mg’ un tane
boyutunun küçülme eğilimi göstermesi, In ilavesi arttıkça akma gerilmesinin artmasını
19
sağladığı yorumlanabilir. Alaşımın
gözlemlenmemiştir (Şekil 3.13).
%
kısalmasında
kayda
değer
bir
Şekil 3.11. Indiyum ilave edilen AZ91 alaşımının sertlik grafiği
Şekil 3.12. Indiyum ilave edilen AZ91 alaşımının akma gerilmeleri
20
değişiklik
Şekil 3.13. Indiyum ilave edilen AZ91 alaşımının % kısalma grafiği
4.
SONUÇLAR

XRD grafiğinde α ve β fazlarının varlığı tesbit edilmiş ve In alaşım elementi ilave
edildiği miktarlarda alaşım içinde herhangi bir bileşik oluşturmadığı gözlemlenmiştir.
AZ91’e In ilavesi ile tane sınırlarında bulunan β (Mg17Al12) intermetalik fazı In

miktarı arttıkça daha dağınık hale gelmiştir.
Yapılan SEM-EDS çalışmasıyla iç yapıda α-Mg ile β arasında kalan bölgede “D” ile

gösterilen gri renkli farklı bir yapı gözlemlenmiştir. Bu yapının yapılan EDS analizleri
sonucu tane sınırlarında aluminyumca zenginleşen α-Mg olduğu tesbit edilmiştir.
In miktarı arttıkça taneler küçülme eğilimi göstermiştir.

In miktarı arttıkça AZ91 alaşımının akma dayanımı ve sertliği % 5 - % 10 arttığı

görülmüş, % kısalmasında kayda değer bir değişiklik görülmemesine rağmen genel olarak
azalmıştır.
TEŞEKKÜR
Bu çalışma Celal Bayar Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından
FBE 2009-104 no’lu proje kapsamında desteklenmiştir.
21
5.
KAYNAKLAR
1. Vecchiarelli M.A (1992), Sand Cast Magnesium Prototypes For Automotive Die
Casters,SAE Technical Report Paper Series, 920072.
2. Mehmet Ünal (2008), Magnezyum Alaşımlarının Döküm Özelliklerinin İncelenmesi,Gazi
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
3. Gaines L, Cuenca R, Stodolsky F, Wu S (1996) Potential Automotive Uses of Wrought
Magnesium Alloys, Automotive Technology Development, Detroit, Michigan, 1-7.
4. Housh S, Mikucki B, Stevenson A (1998) Selection and Application of Magnesium and
Magnesium Alloys, ASM HANDBOOK, 10th Edition, 2 : 455-479.
5. Özler Karakaş (2006), Biçimlenebilen Magnezyum Alaşımlarından Kaynaklı Yapı
Elemanlarının Yorulma Dayanımı Değerlendirmelerinde Çentik Gerilmesinin Yönteminin
Uygulnması, Pamukkale Üniversitesi, Doktora Tezi.
6. Kazdal, H.K., “Magnezyum Alaşımları : Otomotiv Endüstrisinde Uygulaması ve
Geleceği”, Tubitak, Marmara Araştırma Merkezi, Kocaeli, 3-39 (1999).
7. Dobrzanski, L.A., Tanski, T., Cizek, L., Brytan, Z., “Structure and properties of
magnesium cast alloys”, Journal of Materials Processing Technology, 192-193:
567-574 (2007).
8. Mehmet ÜNAL, Erkan KOÇ, Yunus TÜRENa, Ferhat GÜL, Ercan CANDAN, 5.
Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük,
Türkiye.
9. Jinghuai Zhang, Xiaodong Niu, Xin Qiu, Ke Liu, Changming Nan, Dingxiang Tang, Jian
Meng, “Effect of yttrium-rich misch metal on the microstructures, mechanical properties and
corrosion behavior of die cast AZ91 alloy” Journal of Alloys and Compounds 471 (2009)
322–330.
10. Erkan KOÇ, Mehmet ÜNAL, Yunus TÜREN, Ercan CANDAN” AZ91 Magnezyum
Alaşımının Döküm ve Mekanik Özelliklerine Kalay Elementinin Etkisi” Karabük
Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Egitimi Bölümü, 2009, Karabük, Türkiye.
11. Kinji Hirai , Hidetoshi Somekawa ,Yorinobu Takigawa, Kenji Higashi “Effects of Ca and
Sr addition on mechanical properties of a castAZ91 magnesium alloy at room and elevated
temperature”, Materials Science and Engineering A 403 (2005) 276–280.
12. Cizek L, Hanus A, Sozanska M, Tanski T, Pawlica L (2007) “Structure Characteristics of
Magnesium Alloys With Admixture of Aluminium, Silicon and Zirconium”, Acta
Metallurgica Slovaca, 13: 531-538.
13. Erkan KOÇ (2008), “Alaşım Elementlerinin Magnezyum Döküm Özelliklerine Etkisinin
İncelenmesi”, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metal Eğitimi Anabilim Dalı.
22
14. K. M. PICK WICK, W. A. ALEXANDER, AND R. H. GAMBL “Constitution of
magnesium-indium alloys containing 23-100 atomic % indium1”, Divisiotz of Appliecl
Clzenzistry, National Research Cozrncil of Canada, Ottawa, Canada, Canadian Journal of
Chemistry, 47, 3417 (1969).
23
BİR ASENKRON MOTOR ARIZA TESPİTİ ÖĞRETİM ARACI
AN INDUCTION MOTOR FAULT DIAGNOSIS INSTRUCTIONAL
TOOL
Veli TURKMENOGLU1, Necati KOCYIGIT2
ÖZET
Bu çalışmada, 3 fazlı asenkron motorlar için arıza bulmada yardımcı olacak uzman
sistem geliştirilmiştir. Elektrik motorları konusunda yetişen teknik elemanların, 3 fazlı
asenkron motor arızalarının bulunması ve giderilmesi konusunda teknik bilgi ve beceri
kazanmaları gerekmektedir.
Bu çalışmayla hissedilen açığın desteklenmesi
hedeflenmektedir. 3 fazlı asenkron motor olası arızaları uzman sistem mantık süzgeci
içerisinde sınıflara ayrılmış ve bilgi tabanı oluşturulmuştur. Bu bilgi tabanını değerlendirip
sonuca giden bir algoritma geliştirmiştir. Bu amaçla CLIPS uzman sistem kabuğu (USK)
kullanılmıştır. CLIPS USK ile algoritma çalıştırılarak kullanıcıya sorunla ilgi önerilerde
bulunmaktadır. Programa görsel özellikler kazandırmak için VC++ programlama dili
kullanılmıştır. VC++ temelli yazılım programı ile uzman sistem kabuğu gömülü olarak
kullanılmaktadır. CLIPS USK gömülü uygulaması için clipsdll.dll düzenlenmiş ve
kullanılmıştır. Motor sorunları, nedenleri ve olası çözüm yöntemleri önerilmektedir.
Kullanıcı menüler yardımıyla arıza türüne ve öngörülen çözümlere yönlendirilmektedir.
Kullanıcı arızaları şikâyetlerden yola çıkarak bulmaktadır. Her şikâyete ait arızanın olası
nedenleri bulunmaktadır. Bu nedenlere bağlı arıza belirtileri bulunmaktadır. Eğer olası arıza
nedenine ait belirtilerin hepsine “evet” denirse o kural olası arıza nedeni olarak kullanıcıya
sunulmaktadır. Geliştirilen yazılımın öğrenciler üzerindeki etkisi bir anketle kontrol edildi.
Öğrencilerin çoğunluğu geliştirilen yazılımı oldukça olumlu buldu.
ABSTRACT
In this study, an expert system for identifying three-phase asynchronous motor’
defection has been improved. The technicians that are being trained on electrical motors
should be trained with technical knowledge and skills about running of three-phase
asynchronous motors as well. The study aims supporting the required lack of experience
and knowledge. A three-phase asynchronous motor’s possible defects have been classified in
a logical algorithm of the expert system and formed database. To do this, an algorithm has
been developed to evaluate the database. For this purpose, the ESS (Expert System Shell),
which is a CLIPS system shell, has been used. It has been performed by functioning CLIPS
ESS algorithm. VC + + based software program has been used together with the expert
system shell embeddedly. Clipsdll.dll has been regulated and used for embedded
applications of CLIPS ESS. Motor defects, reasons, and possible solution methods are
suggested. The user is directly supervised to type and propose solutions by defecting menus.
The user finds out the defects through complaints. Possible solutions for each problem are
available. If 'YES' is said for all indications belonging to possible defecting reason of motor,
the rule is presented to user as a possible defect. The impact on the software developed by
1
2
Yrd. Doç. Dr., Ordu Üniversitesi, Ordu Meslek Yüksekokulu, Ordu, [email protected]
Yrd. Doç. Dr., Rize Üniversitesi, Rize meslek Yüksekokulu, Rize, [email protected]
24
students were examined. The majority of students have found that the software developed
was quite positive.
Key words: 3-Phase Asynchronous Motors, Identifying Defect, Expert System, Computer
Supported Vocational Education
1.
INTRODUCTION
Used in various industrial applications, depending on how hard asynchronous motor
is used, even though they provide the physical structure to be converted to electrical energy
to mechanical energy or vice versa, errors in cases may arise. Changing work environment
and dynamic load cause errors in a motor. During normal running, different errors may occur
in asynchronous motor's electrical and mechanical parts. Broken rotor bars, stator and rotor
windings of the coil are short-circuit failures; air gap asymmetry in the magnetic circuit
generates the error. Thus, within the broken rotor bars of motor, eccentricities like winding
and friction will result in errors. Motor larger errors are errors in the beginning before they
affect the overall performance of the motor. These errors occur with appropriate early
diagnostic detection schemes and finally serious performances reduce cause system
failures(Aydin et al, 2005).
Different methods were used for detecting motor error and diagnosis. In this
method known as parameter estimation method and in the other techniques like modelbased, that are most convenient and inexpensive, the system is setup on the mathematical
model. Although parameter estimation technique requires an accurate mathematical model
and a set of system parameters based on a complex understanding of system dynamics, it has
been used widely (Mo Yuen, C. 1997).
The mathematical model of the motor can be diagnosed without knowing exactly
working environment and the status of a motor based on measurements by experienced
engineers or experts. Approaching is simple and reliable. Conditions and measurements of
the broken motor lies in the complex relationship between the engineer's full knowledge
(Gao, XZ, Ovaska, SJ, 2001). However, training of the experienced technicians is an
expensive and difficult task. Instead of using a few experienced technicians, relying on
system monitoring and diagnostics, monitor continuously will be prompted to automatic
update.
In this study, 3-phase asynchronous motor for an expert system was developed to
help finding the error. For electric motor technicians who were trained to locate and
eliminate 3-phase asynchronous motor failure, technical knowledge and skills are also
required.. This study is aimed to support sensable vulnerability.
For possible defects in the filter, 3-phase asynchronous motor expert system logic
that is divided into classes and the knowledge base were developed. This knowledge base
was developed to evaluate the results and an algorithm. For this purpose, the expert system
shell CLIPS Expert System (ES) Shell is used. When there is a problem on running CLIPS
algorithm some suggestions may be useful for the user. To bring to the visual features, VC +
+ programming language is used. The VC + + based software program with the expert
system shell is used for embedding applications and designed clipsdll.dll used. Knowledge
Engineering is called. A good rule of knowledge and experience of experts in the computer
is to transfer the Artificial Intelligence (AI) programs to the Expert Systems (ES).
25
3-phase asynchronous motor type of failure was studied and it was grouped under
14 headings in the program. Motor problem causes and possible solutions are the suggested
methods here. Menu with the help and predicted solutions are directed to the type of failure.
Failures are found based on user complaints. This is how to understand what a failure is: If
all of the possible failures causes the symptoms; it is also possible that the rules are
presented to users as a cause of failure. If there aren't any symptoms, is prompted to the next
rule.
2.
EXPERT SYSTEM FAULT DIAGNOSIS LOGIC
2.1.
Expert System Diagnostics Process
There is a block diagram of expert system logic in finding fault given below. As it
can be understood from the figure 1, to analyse failure complaints must be defined first. YES
and NO answers to the symptoms of the knowledge base is are queried. Rule (Probable
cause) all indicate that this rule works of YES, not go to the next rule, and questioning
continues.
If the rule tries, the corresponding user see Probable Causes and
Recommendations.
Complaint
YES
Symptoms
Probable cause
of failure
Recommendationd
NO
Figure 1. Fault finding logic of expert systems
Figure 2 shows the ‘‘complaints’’,
(complaint
I
1
"motor may not attempt to start at all")
II
III
Figure 2. Structure of the knowledge base complaint
Following is the meaning of a Roman figure,

I - the name of fact.

II -the number of complaint.

III – the complaint.
Figure 3 shows the ‘‘symptom’’,
(symptom
1 "asynchronous motor on two-phase")
I
II
III
Figure 3. Structure of symptoms knowledge base
26
Following is the meaning of a Roman figure:

I – the name of the fact

II – symptoms number

III - symptoms
Figure 4 shows the ‘‘cause of failure’’,
(failure
1
1
I
II
III
"one of fuse is broken or overload relay is wrong"
1 2 3 4)
IV
V
Figure 4. Structure of rule knowledge base
Following is the meaning of a Roman figüre,

I – the name of fact.

II - Rule number

III - Complaint number

IV - probable reason rule

V - the number of symptoms
Figure 5 shows the ‘‘Recommendations’’,
(recommendation
I
1
II
"asynchronous motor on two-phase")
III
Figure 5. Recommendation information structure of the base
Following is the meaning of a Roman figüre,

I – Recommendation name

II - Recommended number

III - Recommendation indicates.
Knowledge base links, are given in figure 6.
Figure 6. The facts relations with each other in the knowledge base
Knowledge base in the shape can be understood from the above facts such as
numerical been associated. Every complaint has a rule or rule group that exists. The third
27
part shows the number of complaints. At the end, the rule of the numbered group shows the
figures that indicate symptoms. Each figure shows a symptom number that is signified. Each
rule has a referral number.
3.
EXPERT SYSTEM PROGRAM WORKS
ES, like the MSVC + + and CLIPS ESS embedded applications are being
developed. Figure 7 shows how the developed ES works.
RESULT
INPUT DATA
MSVC++
Function call
Clipsdll.dll
MSVC++ uses data from
text file
Loading Knowledge
Base in CLIPS
KnowledgeBase.txt
Result.txt
The result are extracted in
text files
Figure 7. System architecture
Here, like the MSVC + + compiler with the program files are associated with the
clipsdll.dll CLIPS ES shell. The main window of ES program can be seen in Figure 8.
Program menus, toolbars, buttons, or failure analysis begin. Failure analysis starting from the
database, CLIPS knowledge base and knowledge base are called to order query results.
28
Figure 8. Main window of ASMX
Figure 9. Complaint dialogue box of ASMX
When a system of elements belonging to a menu or button is selected, the complaint
dialogue in Figure 9 comes up to the screen box. The fault that belongs to the user must be
choosen, when the complaint is being installed, while knowledge base and knowledge base
are getting scanned. All the symptoms are malfunctions. In Figure10, user knowledgebase
query box is in the form of questions and YES or NO answers.
29
Figure 10. The knowledge base query dialog box of ASMX
The cause of failure can also be seen here. When a user answers YES to all the
specifications of a rule, that rule is shown as a failure in the failure analysis dialogue box in
Figure 11 and recommendations are given to fix the failure. If the answer is NO to any of the
specifications of a rule, the following failure is questioned. The user can see and print the
report in the query failure analysis report dialogue box whenever s/he wants to. In addition,
failure report can be saved. The flow program diagram for failure diagnosis and report
printing of the program is shown in Figure 12.
When the user has started diagnosing the failure either from the menu or through the
figure, the failure analysis starts with a complaint menu. Then, the query is done according to
the order in the database with the menu that shows the signs of the failure and the reason, and
the result and recommendation are in the result menu.
The report is presented in the report dialog box. Here, the user can see every stage
of database query. Figure 11 and Figure 12 show the knowledge base query results and
failure analysis reports respectively.
30
Figure 11. The knowledge base query results dialog box of ASMX
Figure 12. Failure analysis report dialog box of ASMX
Figure 13 given above represents logical execution of the ‘run’.
31
Start
Load CLIPS
NO
Component
Selection
Load File
CANCEL
Type of
Complaint
NO
New
Symptoms
Symptoms
YES
Probable Cause and
Recommendation
Analysis
Report
Analysis
Result
OK
Report
Writing
Stop
Figure 13. Flow diagram of ASMX
4.
IMPACT OF THE SOFTWARE OVER THE STUDENTS
The impact of the proposed software over the students was assessed with a
questionnaire. Fifty students who actively continue to their trainings at Department of
Electrical Technology Program participated in the questionnaire. Ten questions were
directed to the participants. Table I shows the questions and the results.
32
Agree
Strongly
agree
5
35
10
11
30
8
8
25
17
2
10
20
18
3
20
16
10
2
14
15
19
5
15
30
1 This software is useful for Electrical Maintenance and Fault
Diagnosis lectures.
1
2 Three-phase asynchronous motor defects are found more
easily.
3 Visualizations thanks to my attention intensive.
4 Visual elements facilitate my learning.
5 There are enough options in the program the router.
1
6 Thanks to the program would save time.
nor disagree
Questions
Neither agree
Strongly
disagree
Disagree
Table I. Software assessment results
7 I do not have difficulty in using the program.
8 I will suggest the software to my friends.
2
8
17
23
9 I believe that this program will be useful for industrial
applications.
3
10
20
17
5
20
25
69
213
177
10I believe the developed software contributes to distance
technical education.
1
TOTAL
33
13
Never
Less
Middle
Many
Very Much
Seri 6
35
30
25
20
15
10
5
S6
Very Much
Many
0
1
2
Middle
3
4
5
Less
6
7
8
Never
9
10
Figure 14. Survey results
Figure 14 shows the survey results. According to the results shown in Figure 14,
students found the software interesting and useful. In Table I, 35 students out of 50 strongly
agreed that the software was useful for Electrical Maintenance and Fault Diagnosis Course.
The majority of the students think that the software is easy to use. The opinions of students
regarding to the software are listed in the last row of Table I as follows; “Strongly disagree”
1, “Disagree” 13, “Niether agree nor disagree ” 69, “Agree” 213, and “Strongly agree” 177.
According to the results, the majority of the students think that the software is very useful.
5.
CONCLUSİON
Asynchronous motors, which are widely used in industrial applications produce
motion energy for machines. It is possible for students of vocational education and
technicians to enrich their knowledge and experience through an expert system in a computer
environment. The order of the procedure for the diagnosis of the failure that an expert will
follow and the recommendations s/he will make for fixing the failure are highly educational.
The impact the software developed on the students was assessed with a questionnaire. The
vast majority of students find the software developed positive. Electricians and electrical
engineers can use the developed software as a useful educational tool. It can be added to
proposed software video and audio animations as a further study.
34
6.
REFERANCES
1. Alerich, WN, (1988), ‘‘Delmar Publishers Inc. Electric Motor Control’’. Albany, New
York 12212-5015
2. Aydın, İ., Karaköse, M., and Akin, E., (2005), Asynchronous Motor for Diagnostic Error
in a new Soft Computing Approach, TOK 2005.
3. Bulgurcu, H., “Kompresyonlu Soğutma Sistemlerinde Arıza Gidermek İçin Teşhis Yapan
"Compression of Cooling System for Fault Diagnosis Expenses Development of Expert
Systems ", PhD. Thesis, Marmara Univ. Institute of Science, İstanbul, Türkiye, (1994).
4. CLIPS 6.1 Reference Manual, Volume I Basic Programming Guide, August 5th, 1998.
5. Dhillon, BS, (2000)''Maintanance Engineering: A Modern Approach'', CRC Press, New
York
6. Gao, XZ, Ovaska, SJ, (2001), ‘‘Soft computing methods in motor fault diagnosis’’.
Applied soft computing. 73-81.
7. Higgins, L., Mobley RK, Mobley K., (2002), ‘‘Maintenance Engineering Handbook’’,
McGraw-Hill, New York
8. Hughes, E., (1987), ‘‘ Elektrical Technology’’, Longman Scientific & Technical In the
United States with John Wiley & Sons Copublished, Inc., New York
9. Keity Mobley, R.
Heinmann'', New York
(2002),''An Induction to Predictive Maintenance Butterworth-
10. Kocyigit, N. "Central Air Conditioning Systems and Operating Info for Fault Based
Troubleshooting Development of Expert Systems ", PhD. Thesis, Marmara Univ Institute of
Science, Istanbul, Turkey, (2008)
11. Kruglinski DJ, (1998),''A Division of Microsoft Corporation One Microsoft Way''
Microsoft Press, Redmond, Washington 98052-6399
12. Mo Yuen, C. (1997), Methodologies of Using Neural Network and Fuzzy Logic
Technologies for Motor Fault incipient Detetion, World Scientific.
13. Splendor, A. (1994),''Electrical Winding Machines'', Ozkan Printing Industry, Çorum
14. Uysal, M., (2003),''Visual C + +. NET Software Development'', Beta Press Release
35
GÜNEŞ BACASI PROTOTİPİNDE VERİMLİLİĞİ ARTIRICI
YÖNTEMLERİN ARAŞTIRILMASI
Kamil DELİKANLI1, Ziya Ramazan YABUZ2
ÖZET
Dünya genelinde kullanılan enerji, çoğunlukla fosil yakıtlardan elde edilmektedir.
Nüfus artışından daha fazla artış gösteren enerji gereksinimi, fosil yakıt rezervlerinin
azalmasına neden olmaktadır. Ayrıca, fosil yakıtların yoğun bir şekilde kullanımından
kaynaklanan çevre kirliliği ve en önemlisi yakın bir zamanda tükenecek olması, insanların
alternatif enerji kaynaklarından yararlanmasına sebep olmuştur. Özellikle Türkiye’nin
elektrik enerjisinin % 60’ının doğalgazdan karşılanması ve doğal gaz rezervlerinin dış
kaynaklı olması bir dezavantajdır. Güneş ise doğanın en büyük yenilenebilir enerji
kaynağıdır. Türkiye, yıllık ortalama 2640 saat güneşlenme süresi ile bulunduğu coğrafyanın
en şanslı ülkesidir. Güneş enerjisinden, düzlemsel güneş kollektörleri, dish-stirling sistemler,
silindirik-parabolik sistemler, güneş bacası ve güneş güç kuleleri yoluyla ısıl ve elektrik
enerjisi elde edilmektedir. Güneş bacası, geniş bir kollektör serası ile merkezi bir bacadan
oluşur. Sıcak hava, geniş bir cam kollektör altında güneş tarafından (direkt ve difüz ışını
vasıtasıyla) üretilir. Isınan hava kollektörün merkezindeki bacaya doğru hareket eder ve
yukarıya doğru çekilir. Bu çekiş bacaya yerleştirilmiş rüzgâr türbinini çalıştırır.
Bu çalışmada, SDÜ kampüs bünyesinde bulunan güneş bacası prototipinin,
performansının artırılması için gerekli konstrüktif düzenlemeler yapılmıştır. Ayrıca, ısıl
performans ile güç çıkışının arttırılabilmesi için deney düzenekleri kurulmuştur. Buna ek
olarak, doktora çalışması olarak Tübitak destekli yürütülen güneş güç kulesi sistemi
kullanılarak, güneş bacası üzerine konumlandırılan bir alıcı ve baca etrafına yerleştirilen
heliostat aynalar vasıtasıyla sistem hibrid şekle dönüştürülmüştür. Mevcut güneş bacası
sistemine yapılan yeniliklerle birlikte elde edilen sonuçlar, sistemin önceki yıllarda yapılan
çalışmalardan elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Güneş bacası
ABSTRACT
The energy usage in the worldwide is generally obtained from fossil fuels. Increase
in necessity of energy is more than increase in population, is the cause of fossil fuels’
reserves reduce. Additionally the intensive usage of fossil fuels causes environmental
pollutions and the most important is the fossil fuels will be soon run out so that the people
start to benefit from alternative energy sources. The disadvantages of Turkey are, especially
Turkey’s electricity’s % 60 is getting from natural gas and the natural gas reserves sources
are used from abroad. The sun is the biggest renewable energy sources of the nature. With
about 2640 hours of sunshine annually, Turkey is the most fortunate country of located
geography. The thermal energy and the electricity from solar energy, is obtained from the
plate solar collectors, dish-stirling systems, cylindrical – parabolic systems, solar chimney
and solar power tower. The design of solar chimney is consist of a weight collector
1
2
Yrd.Doç.Dr. SDÜ. Müh.Mim.Fak.Mak.Müh.Böl. ISPARTA e-posta: [email protected]
Mak.Yük.Müh. SDÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü ISPARTA [email protected]
36
glasshouse and a central chimney. The air, which is warming up, is produced by sun, under
the collector. This hot air runs the turbine which is located under the central of chimney.
In this Study, the necessary constructional preparations were done for increase the
performance of the solar chimney prototype which is located in Süleyman Demirel
University campus. As well to increase the thermal performance and the power of output,
experimental set up was built up. Additionally with a doctorate thesis which is supported by
TUBITAK is called solar power tower system. A solar receiver which was montage on the
top of the solar chimney and the heliostat mirrors which were located sides of solar chimney.
The whole system became a hybrid energy system. The results, was achieved with the
additions on the current solar chimney system, was compared with the results which we have
already had.
Key Words : Solar chimney
1.
GİRİŞ
Enerji, günümüzde insanların en çok tükettiği, en verimsiz kullandığı ve yakın
gelecekte tüm insanlığın en çok problem yaşayacağı gereksinimlerden biridir. Bugün yoğun
bir şekilde kullandığımız ve tükenmesi söz konusu olan fosil yakıtlar, geçmişte enerjilerini
güneşten almış ve daha sonra şekil değiştirerek bugünkü kullanıldığı hale dönüşmüş olan
enerji kaynaklarıdır. Geçmişten günümüze, bilhassa sanayi devriminden itibaren bugüne,
dünya nüfusunun hızlı artışı, buna bağlı olarak enerji ihtiyacının da aynı oranda artması ve
kullanılan enerjinin verimsiz harcanması, gelecekte enerji yoksulluğuna yol açabilir. Bunun
nedeni ise, yoğun bir şekilde tüketilen aynı zamanda dünyamızı da hızla kirleten, doğal
dengenin bozulmasını sağlayıp, zehirli sera gazlarının oluşmasında birincil dereceden etkin
olan fosil yakıtların kullanımıdır.
Son yıllarda yapılan çalışmalar, dünyadaki fosil yakıt rezervlerinin hızla azalmasına
karşın, enerji ihtiyacının daha da hızla arttığını işaret etmektedir. Artan bu ihtiyacın
karşılanması ve dünya üzerindeki sera gazları etkilerinin azaltılması için fosil yakıt
kaynaklarına alternatif olacak yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönlenilmiştir.
Yapılan çalışmalar yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasını sağladığı gibi
verimlerinin arttırılması için de yapılan araştırmalara hız kazandırmıştır.
Gelişmiş ve gelişmekte olan tüm dünya ülkeleri kendi imkânları doğrultusunda
yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmiş, finansal kaynaklarından ciddi paylar ayırmaya
başlamıştır (Özdamar, 2000). Görülüyor ki bu eğilim gittikçe artarak devam edecektir.
Örneğin, 2050 yılında dünya enerji tüketiminin %50 sinin yenilenebilir enerji kaynaklarından
sağlanacağı tahmin edilmektedir(Kara, 2002). Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan
Güneş Enerjisi tükenmez ve çevreye duyarlı bir enerji kaynağıdır. Dünya yüzeyine gelen
yıllık ortalama güneş enerjisi miktarı, metrekare başına ısınma ihtiyacı için kullanılacak 100
litre petrole eşittir ve herhangi bir zararlı emisyona sahip değildir. Ayrıca Akdeniz
coğrafyasında bulunan yerleşim merkezleri için bu değer 120 ile 160 litre arasında
değişmektedir. Bu enerji bedavadır ve herhangi bir şekilde ithal edilmesine gerek
duyulmamaktadır. En önemli nokta ise çevreyi kirletmemektedir. Kyoto protokolünün
Avrupa ülkeleri arasında imzalanması ile birlikte temiz teknolojilerin kullanılması, fosil
yakıtların kullanımının azaltılması planlanmıştır. Yakın gelecek için Avrupa ülkeleri, elektrik
enerjisinin %20 sini, termal enerjisinin de %30 unu yenilenebilir enerji kaynaklarından
sağlamayı amaçlamaktadır (Nizetic vd., 2008).
Güneş enerjisinden faydalanmak için çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Bunlara
örnek olarak sıcak su üretimi, endüstriyel prosesler için buhar eldesi, elektrik üretimi
37
gösterilebilir. Ancak bu teknolojiler içinde en yaygın olarak kullanılanı gün ısı sistemleri ile
sıcak su ihtiyacının karşılanmasıdır. Güneş enerjisi sistemleri ısı ve elektrik üretim sistemleri
olarak iki gruba ayrılabilir. Isıl sistemler kendi arasında düşük sıcaklık, orta sıcaklık ve
yüksek sıcaklık uygulamaları olarak ayrılabilir. Güneş enerjisinden elektrik üretim prosesi
ise güneş gözeleri ile sağlanmaktadır. Isıl sistemlerden düşük sıcaklık uygulamalarına örnek
olarak gün ısı sistemleri ve güneş bacaları verilebilir. Yalnız güneş bacaları aynı zamanda ısıl
sistem olup elektrik üretiminde kullanılmaktadırlar. Güneş bacasında kollektör alanı içerisi
sıcaklık artışı ile ısı enerjisi elde edilir. Elde edilen bu ısı enerjisi baca konstrüksiyonu
sayesinde kollektör içerisindeki havanın bacaya yönlenerek yukarı yönlü hareketini
oluşturur. Bu sayede ısıl enerji kinetik enerjiye dönüşmüş olur. Böylece içerideki havanın
kinetik enerjisi bacaya ilişkilendirilmiş türbini çevirerek mekanik enerjiyi dolayısıyla
alternatör vasıtasıyla elektrik enerjisini sağlar. Yani düşük sıcaklık ısıl sistemlerden olan
güneş bacası aslında elektrik üretim amaçlı kullanılmaktadır. Orta ve yüksek sıcaklık
uygulamaları ise odaklamalı sistemlerdir. Silindirik parabolik sistemler, güneş güç kuleleri,
Dish/stirling sistemleri gibi uygulamaları vardır.
Bu çalışmada, güneş bacası ile elektrik üretimi sisteminin prototipinde performans
artırılmasına yönelik iyileştirme yöntemleri araştırılmıştır. SDÜ YEKARUM tarafından DPT
destekli olarak gerçekleştirilen, Güneş bacasının üzerinde yapılan çeşitli deneme ve
iyileştirme yöntemleri sonucunda elde edilen veriler, daha önceki yıllarda alınan veriler ile
kıyaslanmıştır. Bu deneme ve iyileştirme çalışmaları arasında zeminden ilave ısıtma ile
bacanın daha uzun süreli çalışması, sera alanının artırılarak performansın iyileştirilmesi,
zeminin siyah boya ile boyanması, yine zeminin pomza ile kaplanması ile performansın
ölçülmesi, baca dilimlerine kapaklar yapılarak performansın incelenmesi, bacanın en yüksek
noktasına pülverize su sistemi kurularak performansın incelenmesi aşamaları hayata
geçirilmiştir. Bu denenen yöntemler ile güneş bacasının mevcut performans değerleri
arttırılmak, gün boyu güneş ışıması ile sağlanan çalışmanın, güneş etkisini yitirdiği
zamanlarda da düşen çalışma performansının arttırılması amaçlanmıştır. Ayrıca, halen
doktora çalışması kapsamında devam eden güneş güç kulesi ile elektrik üretimi sisteminin
heliostatları baca yakınına konumlandırılarak, baca tepesine yerleştirilen bir alıcıya
odaklama yapılmış ve hibrid bir sistem ile baca performansı incelenmiştir.
1.1.
Güneş Bacası
Bu sistem için yapılan ilk tanımlamalardan biri 1931 yılında Alman yazar Hanns
Gunther’e aittir. 1975 yılı başlarında Robert E. Lucier A.B.D., Kanada, İsrail ve
Avustralya’da geçerli olmak üzere ilk patent başvurusunu yapan kişi olarak tarihe geçmiştir.
Sonrasında ise 1980 yılında bir inşaat mühendisi olan J. Schlaich, Bergerman and Partner
önderliğinde İspanyanın Madrid kenti yakınlarında Manzanares adı altında bir güneş bacası
prototipini geliştirmişlerdir(Disabledartistsnetwork, 2007). Sistem üç temel prensip üzerinde
çalışmaktadır. Bunlar sera etkisi, yoğunluk ve sıcaklık farkı ile akışkan hareketi ve kinetik
enerjidir. Sistem dairesel ya da dairesel kesite yakın bir kesitte oluşmuş sera alanından ve bu
alanın merkezine konumlandırılmış bacadan oluşmaktadır. Kollektör içerisinde bulunan hava
güneş ışınımı ile ısınır ve hareket kabiliyeti kazanarak kollektörün merkezine doğru hareket
eder. Kollektör dışında bulunan hava ise kollektör merkezine hareket edenş ısınmış havanın
yerini alır ve ışınım ortamdaki havayı ısıtarak işlemin tekrarlanmasını sağlar. Kollektör
merkezine doğru hareket etmiş olan hava, bacanın çekiş etkisiyle yukarı yönlü hareket
yaparak bacanın içerisine yerleştirilmiş türbini çevirerek elektrik enerjisinin üretimini
gerçekleştirir. Örnek bir güneş bacası Şekil 1.1 de verilmiştir.
38
Şekil 1. 1. Güneş bacası şekli (Disabledartistsnetwork, 2007).
Güneş bacasına ait genel enerji dönüşüm aşamaları da Şekil 1.2.’de görülmektedir.
Şekil 1. 2. Bir güneş bacasının enerji dönüşüm aşamaları (Pastohr, 2004).
Güneş bacası sistemi, temelde bir rüzgâr türbini şeklinde çalışsa da, rüzgâr
türbinlerinde yaşanan, “rüzgâr yoksa enerjide yoktur” problemi güneş bacası sistemlerinde
yaşanmaz. Çünkü; güneş oldukça sera içerisindeki hava ısınıp baca içerisinde harekete
geçecektir. Ayrıca sistemdeki hava akımı sürekli sabit olduğu için, klasik rüzgâr
türbinlerinde kullanılan rüzgâr akımının hangi yöne, nereye doğru olduğunu belirlemeye
yarayan, karmaşık ve pahalı sistemlere gerek yoktur. Uygun büyüklükte kullanılacak baca
39
altı sera alanı ve baca yüksekliği ile 150-200 MW güç üretilebilir. Böylece doğaya zarar
vermeden birkaç nükleer santralin üreteceği enerji sağlanmış olur. Güneş bacası bu
özellikleri ile diğer enerji kaynaklarına göre bazı avantajlar sağlar. Bunlar;

Kollektör güneş ışınımının tamamını kullanır. Sistem kapalı havalarda dahi difüz
ışınımlardan yararlanarak çalışır.

Baca zemini bir ısı absorplayıcı olarak işlev görür ve aldığı enerjiyi sisteme iletir.

Diğer enerji üreten sistemlere göre basit yapıya sahip olmasından dolayı arıza
durumu fazla gözlenmez, diğer güç sistemleri gibi soğutma suyu ve benzeri ek
sisteme ihtiyaç duymaz.

İlk yatırım maliyeti dışında sürekli bir maliyete sahip değildir. Sadece bakım
sırasında finansal kaynak gerektirebilir.

Hareketli parçanın sadece jeneratör türbini olması ve türbinin de çok fazla arıza
çıkarmaması sistemde çalışma maliyetini düşürmektedir.

Yüksek teknolojiye sahip herhangi bir materyal veya çalışma gerektirmez.

Ekonomik durumu çok iyi olmayan ülke ve bölgelerde bile enerji kaynağı olarak
kullanılabilir. (Bernardes, 2004)
Güneş bacası sisteminin en büyük dezavantajı, yüksek güç üretim sistemleri
düşünüldüğünde büyük düzlem alanlara ihtiyaç duymasıdır. Ülkemiz coğrafyası yüksek güç
üreten sistemleri inşa etmeye uygundur. Ayrıca, güneş bacaları için en uygun coğrafi alanlar
çöller ve rüzgâr enerjisinin yeterli olmayıp yeterli düzeyde sıcak hava ve yüksek ışınım
değerlerine sahip olan Akdeniz, Afrika, Ortadoğu ülkeleridir. Bunun yanında topladıkları
güneş enerjisinin düşük bir oranını kullanır. Anlaşılacağı gibi çalışma verimleri düşüktür.
Ancak, basit yapısı ve kurulum maliyeti dışında fazla bir maliyet gerektirmemesi yönüyle bu
dezavantajları bertaraf eder.
Tablo1. 1. SDÜ Güneş bacası prototipi büyüklükleri (Koyun, 2006)
Fiziksel Büyüklük
Sembol
Boyut
Baca yüksekliği
Hchimney
15 m
Kollektör çapı
Dcoll
16 m
Baca çapı
Dchimney
1,2 m
Kollektör girişi açıklık
ha
0,65 m
Kollektör ortalama yükseklik
hor
1m
Kollektör yüzey alanı
Acoll
200,96 m2
Baca kesit alanı
Achimney
1,19 m2
Giriş ağzı çevresel kesit alanı
At
31,148 m2
40
2.
BACA VERİMLİLİĞİNİ ARTIRMAK İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR
Sistem kollektörünün kuzey bölümünün diğer bölümlere göre gün boyu daha az
ısındığı ve içeride bir akış bozukluğuna yol açtığı geçmiş yıllardaki analizlerle ortaya
konulmuştur. Ayrıca kollektör alanının arttırılması ile performansın artacağı ve zeminin ısı
tutumunun arttırılması ile yine performansın artacağı öngörülmüştür. Bu amaçla aşağıdaki
düzenlemeler yapılmıştır:

Baca zemininde daha iyi ısı tutumu için tüm zeminin siyah renge boyanmıştır.

Baca performansını artırmak ve güneş etkisini yitirdikten sonra, yada gece boyu da
bacanın elektrik enerjisi üretimine devam edebilmesi için, gün boyu daha az ısınan
(önceki yıllara ait ölçüm verilerine dayanarak) kollektör dilimleri içerisine su
taşıyan borular döşenmiştir.

Kollektör içerisindeki su sistemine ısı sağlamak amacıyla gün ısı sistemi ilave
edilmiştir.

Güneş bacası kollektör alanı kuzeyden güneye, batı taraflı olarak birinci dilimden
beşinci dilime kadar uzunluğu 4 m daha arttırılarak ve zemin malzemesi olarak
pomza taşı ile kaplanmıştır.

Güneş bacası kollektör alanı içindeki ısınan ve baca ağzına doğru hareket eden
sıcak havanın yerini alacak olan soğuk havanın kollektör alanına girişini kontrol
etmek amacıyla, gün boyu daha az ısınan (önceki yıllara ait ölçüm verilerine
dayanarak) dilimlerin kollektör giriş ağızlarına hareketli kapaklar yapılmıştır.

Güneş bacası tepesine kuzey yöne yerleştirilen hareketli alıcı ve alıcıya istenen
güneş ışıma yansımalarını sağlayacak heliostat aynalar eklenerek sistemin hibrit
çalışması sağlanmıştır. Yine bu uygulama ile baca performansının arttırılması
amaçlanmıştır.

Güneş bacası tepesine pülverize su sistemi yerleştirilerek baca tepesinde, bacanın
içine ve girişine göre sıcaklık düşüşü sağlanarak baca çekişinin arttırılması öngörülmüştür.
3.
YAPILAN İYİLEŞTİRMELER VE DENEYLER
Yapılan tüm performans arttırmaya yönelik yöntemlere referans oluşturması için ve
geçmiş dönemlerde alınan ölçümler ile karşılaştırma yapılabilmesi için 15.08.2008 tarihinde
hiçbir yenilik çalışması yapılmadan güneş bacasında sıcaklık, nem, hava hızı, ışınım gibi
parametrelerin ölçümleri yapılmıştır.
Güneş bacası kollektör zemini ısı tutum özelliği arttırılması için siyaha boyandıktan
sonra 19.08.2008 tarihinde, daha önce yapılan ölçümlerin hepsi tekrarlanmıştır.
Sadece siyah zemin uygulaması yapılıp veriler alındıktan sonra, güneş bacası
sisteminde gün boyunca daha az ısı kazanan kuzey yönlü kollektörlerde zemin sıcak su
sistemi, güneşin etkisini kaybettiği zamanlarda azalan baca içi sıcaklığının tekrar arttırılması
için ve baca içerisinde homojen ısı oluşumu sağlamak için, kollektör ağzı kapakları güneş
bacası üzerine uygulanmıştır. Ayrıca baca çıkış noktasında, bacadan çıkan hava üzerinde
soğutucu etki yapması için geliştirilen atomize su sistemi uygulanmış ve bununla birlikte
güneş bacasının, aynı zamanda güneş kulesi gibi çalışıp sistemin hibrid hale dönüşmesi
sağlanmıştır. Heliostat aynalar ve baca tepesine uygulanan alıcı ile birlikte 08.09.2008
tarihinde sıcaklık, ışınım, hava hızı gibi ölçümler alınmıştır. Hibrid sistem üzerinde
09.09.2008 tarihinde tekrar deneyler yapılıp ölçüm sonuçları alınmıştır.
41
10.09.2008 – 11.09.2008 tarihlerinde güneş bacası zemin sıcak su sistemi belli saat
aralıklarında çalıştırılarak baca hava hızı değerleri ile su sıcaklık değerlerinin ölçümleri
alınmıştır. 11.09.2009 – 25.09.2008 tarihleri arasında ise güneş bacasının mevcut kollektör
alanı artırım çalışması yapılıp, sistemin performansına etkisini araştırmak için baca hızı
ölçüm değerleri gün içerisinde kayıt altına alınmıştır.
3.1.
Ölçüm Noktaları ve Sensör Yerleşim Şekilleri
Deneyler esnasında sensörlerin ölçüm yaptığı konumlar aşağıdaki şekillerde
verilmiştir.
Kollektör içerisinde kullanılan böcek ve hobolara ait yerleşim şekilleri Şekil 3.2.’de
gösterilmiştir.
Hobo R isimli Hobo cihazı, cam üzerinde Dilim Geniş Kenarından 4 m ileride
sıcaklık ile birlikte ışınım değerini de kaydetmiştir.
Şekil 3.1. Kuzey ölçüm bölgesi 6 numaralı dilimde sensör yerleşim şekli ile böceklerin ve
Hobo sıcaklık sensörlerinin güneş bacası zemininde dağılımı (Yabuz, 2009).
42
Şekil 3.2. Ölçüm alan hobo ve böceklerin kollektör zemini 12, 2, 4, 7 dilimindeki konumları
(Yabuz,2009).
Hava hızı ölçümünde kullanılan sensörlerin baca içerisindeki konumları Şekil 3.3’de
gösterilmiştir.
Şekil 3.3. Baca girişinde ve baca içinde sıcaklık – hava hızı ölçüm noktaları (Yabuz,2009).
3.2.
Oluşturulan Hibrid Sistem Modeli
Hibrid yapı yukarıda bahsi geçen güneş kulesi sistemi ile, güneş bacası sisteminin
birleştirilerek yenilenebilir enerji tesislerine, yeni bir alternatif olması için denenmiştir ve
şematik olarak aşağıda Şekil 3.4’de görülmektedir.
43
Şekil 3.4. Hibrid sistemin şematik görünümü (Yabuz,2009).
Bu sistemde, güneş bacasında hava akışkanın geçtiği baca, güneş kulesinde alıcının
bulunduğu merkezil kuleyi temsil etmektedir. Bu proje çalışmasında kullanılan güneş bacası
ile başka bir doktora çalışması olan ayrıca 107E305 numaralı TÜBİTAK hızlı destek projesi
olarak yürütülen güneş kulesi sistemi, birlikte çalıştırılarak sistem hibrid yapıya
dönüştürülmüştür. Sistemin denendiği bölge ve heliostat yerleşimleri Şekil 3.5’de
gösterilmiştir.
Bu amaçla, mevcut güneş bacası üzerine bir adet alıcı monte edilmiştir. Bu alıcı bir
aktüatör yardımıyla hareketli hale getirilmiştir. Alıcı baca tepesine monte edilerek, ayrıca bir
kule inşasına ihtiyaç duyulmamıştır. Alıcı olarak, yine gün ısı sistemlerinde kullanılan
düzlemsel güneş paneli seçilmiştir.
Şekil 3.5. Hibrit sistemin ve heliostatların yerleşimi(Yabuz,2009).
Sistemin temelinde güneş bacasının performansının artırılması hedeflenmiştir.
Hibrid sistemde hem yukarıda bahsedilen gün ısı platformu hem de güç kulesi yardımıyla
zemine sıcak su temin edilmiştir. Bu sıcak su güneş etkinliğini kaybettikten sonra zemine
44
pompalar yardımıyla gönderilmiştir. Bu çalışma moduna ait elde edilen veriler Araştırma ve
bulgular bölümünde verilmiştir. Hibrid sistem ile birlikte güneş bacası bir araya getirildiği
zaman heliostat aynaların güneş ışığını yansıttığı ışımalar baca tepesinde bulunan alıcıda bir
pompa vasıtasıyla gönderilen suyun ısınmasını sağlamaktadır. Yapılan boru tesisatı ile
istenirse direkt olarak kollektör alanındaki zemin ısıtma sistemine verilebileceği gibi alıcıda
ısınan akışkan gün ısı platformuna gönderilerek orda tekrar ısıtma sağlanabilmektedir.
Burada alıcı olarak kullanılan düzlemsel gün ısısı 65x80cm büyüklüğünde seçilmiştir. Baca
üzerinde yerleştirilen alıcının küçük olması alıcıya gelecek rüzgâr yüklerinin azalmasında
avantaj sağlasa da alıcı küçüklüğü birim zaman içerisinde alıcıda ısıtılmak istenen akışkanın
kütlesel debisinin az olmasına neden olmuştur. Onun için alıcı üzerinde ön ısıtma yapılan
akışkan buradan gün ısı platformuna gönderilerek boyut ve kapasite olarak daha büyük olan
gün ısılarda tekrar ısıtma sağlanmıştır. Burada kullanılan ısı sistemi vanalar vasıtasıyla
deneyler aşamasında üç şekilde çalıştırılmıştır. Sistem çalışmaya alındığında, güneş etkisini
yitirmediği zamanlarda kollektör zemin ısıtma sistemine akışkan gönderilmeden, sadece
yerdeki gün ısı platformu ve bunun yanında heliostat aynalar ile alıcı sistemi aktif
durumdadır. Burada istenirse sadece gün ısı platformu veya sadece aynalar vasıtasıyla güneş
kulesi şeklinde çalışan alıcı ya da her ikisi de aynı anda çalıştırılmıştır. Çalıştırılan bu kısım
eğer sadece gün ısı platformu olarak devreye alınmış ise o zaman açık sistem, eğer sadece
alıcı sistemi ya da her ikisi yani gün ısı platformu ile alıcı sistemi birlikte çalıştırıldığında
sistem kapalı olarak devrededir. Güneşin etkisi ile gün içerisinde elde edilen ısı 185 lt hacme
sahip ceketli depo ile kollektör içerisine gidecek akışkanın ısınmasını sağlamaktadır.
Deneyler sırasında baca tepesinde bulunan alıcıya giden akışkanın sıcaklığı, alıcıdan dönüş
sıcaklığı, kollektör içerisine zemin ısıtmaya giriş sıcaklığı, kollektör içerisinden dönüş suyu
sıcaklığı, gün ısı platformuna akışkanın giriş sıcaklığı ve gün ısı platformundan akışkanın
çıkış sıcaklıkları ve bu değerlere göre değişen baca içerisinde hava hızı gibi parametrelerin
ölçümleri alınmıştır. Bu değerler aşağıda Almemo el üniteleri ile kayıt edilmiş ve elde edilen
değerler ile tespitlere araştırma ve bulgular kısmında değinilmiştir.
Güneş bacası üzerine montajlanan alıcı aktüatör sayesinde yatay düzlem üzerinde
hareket ederek eğilebilmekte ve 900 dik durabilmektedir. Bu sayede sayısı arttırılacak
heliostat ayna kümelerine daha iyi cevap verebilecek bir alıcı olacaktır. Bunun için ilk olarak
bilgisayar ortamında alıcının aktüatör ile hareketi simüle edilmiştir.
Önceden hesaplanmış güneş izleme değerleri her dakika için bir yıllık olarak
aynaların yazılım sisteminin içerisine pic programlayıcı yardımıyla girilmiştir. Ayrıca,
yapılan özel bir yazılım ile aynaların hangi konumda ve kaç derecede olduklarını görebilmek
ve izlemek için wireless sistemi kurulmuş ve bu sayede uzak lokasyonlardan veri alış verişi
sağlanabilmiştir.
Şekil 3.6. Heliostat aynaların alıcıda oluşturduğu yansımış ışınım.
45
4.
BULGULAR
Yapılan çalışmada, deney günleri 15.08.2008, 19.08.2008, 08.09.2008, 09.09.2008,
10.09.2008, 11.09.2008 tarihleri olup yine Eylül ayının 11. gününden itibaren ayın 25’ine
kadar güneş bacası içerisinde hava hızı ölçüm kayıtları alınmıştır. Bu çalışma içerisinde
alınan değerler 05.08.2005, 01.08.2006 ve 02.08.2006 tarihlerinde yapılmış deney
çalışmaları ile karşılaştırılarak elde edilen sonuçlar irdelenmiştir.
Yapılan deneylerde hibrid yapıda 30 ayrı noktada sıcaklık sensörleri, 3 ayrı noktada
hava hızı sensörleri, iki ayrı nem sensörü ve 2 aynı ışınım sensörleri kullanılarak ölçümler
alınmıştır. Güneş bacası sistemleri konstrüksiyon boyutlarının büyütülmesi ile ısıl ve
performans değerleri aynı büyüklükte artmaz. Yani; Manzanares Prototipi üzerinde yapılan
simülasyon çalışmaları ile sistem daha da büyütülse de baca içerisinde oluşan hava hızı
değerlerinin çok farklı artmadığı görülmüştür (Schlaich, ve Partner, 2004). Gün içerisinde
güneş ışımasının etkisini yitirmesi ile güneş bacasında oluşan hava hızı düşüşleri dolayısıyla
güç düşüşlerini önlemek amacıyla çeşitli performans arttırıcı yöntemler bu çalışmada
uygulanmıştır.
Geçmiş dönemlerde alınan ölçümlerde sıcaklık hava hızı ve ışınım gibi
parametrelerde kaydedilen veriler onar dakikalık aralıklarla ortalama değerler olup, 2008
yılında bu çalışma ile alınan ölçüm değerleri beşer dakikalık aralıklarla olup geçmiş yıllarla
karşılaştırılabilmesi için tekrar ortalama değerler alınmıştır. Bunun yanında ayrıca geçmiş
dönemlere ait ölçümlerde alınan ölçüm aralıkları ile bu çalışmada alınan ölçüm aralıkları
aynı olacak şekilde seçilmiştir.
4.1.
Geçmiş Yıllar İle 2008 Yılına Ait Hava Hızı, Sıcaklık, Işınım Bulgularının
Kıyaslanması
Aşağıda Şekil 4.1.’de 2005 yılında güneş bacası türbin mili üzerinde alınan hava
hızı ölçüm değerleri ile bu çalışmada hiçbir iyileştirme yapılmadan mil üzerinden alınmış
hava hızı ölçüm değerleri bulunmaktadır. Değerlerin birbirine yakın olması sistemin kararlı
bir şekilde çalıştığının göstergesidir.
05.08.2005 te alınan hava hızı ölçümü
15.08.2008 mil üzeri hava hızı ölçümü
hava hızı (m/s)
3,5
3
2,5
17:36
17:17
16:58
16:39
16:20
16:01
15:42
15:23
15:04
14:45
14:26
14:07
13:48
13:29
13:10
12:51
12:32
12:13
11:55
2
zaman H
Şekil 4. 1. 05.08.2005 ve 15.08.2008 tarihlerindeki hava hızı ölçüm sonuçları (Yabuz, 2009).
46
Aşağıda, Şekil 4.2’de, 25.08.2005 ile 15.08.2008 tarihinde yapılan ölçümlerle elde edilen
güneyde 1 numaralı dilimin gün boyu sıcaklık değerleri verilmiştir.
Şekil 4.3.’de, 01.08.2006 tarihi ile 15.08.2008 tarihlerindeki 1 numaralı güney
dilimde kollektör dışından bacaya doğru 1,8 m’de kollektör üzerinde alınan ışınım ve 10
numaralı doğu dilimde dışarıdan kollektör içerisine doğru kollektör zemini üzerinde 2 m
mesafede alınan sıcaklık ölçümleri grafik halinde verilmiştir. Değerlerin aynı grafik üzerinde
rahat görülebilmesi için ışınım değerleri 10’a bölünmüştür. Görüldüğü gibi, 01.08.2006
tarihinde gün içerisinde alınan ışınım değerlerinde 4 noktada ani düşmeler görülmektedir. Bu
noktalarda bulut geçişleri görülmesine rağmen 15.08.2008 tarihinde alınan ölçümler ile çok
yakın benzerlik göstermektedir. Şekilde görüldüğü gibi, doğu dilimde alınan sıcaklık
değerleri, ışınım değerleri gibi birbirine çok yakındır. Şekil 4.4.’de görüldüğü gibi, aynı
günler içerisinde hem ışınım değerlerinin hem hava hızı değerlerinin, hem de doğu dilimde
kollektör dışarısından içeriye doğru 4 m uzaklıkta kollektör zemini üzerinde ölçülen sıcaklık
değerleri bulunmaktadır. Burada aynı grafik üzerinde, saat 12:09 ile 13:19 zaman dilimleri
arasında değerlerin kolay gözlenebilmesi için hava hızı değerleri 10 ile çarpılmış, ışınım
değerleri 10’a bölünmüş ve tüm değerlerin 10 dakikalık ortalamaları alınmıştır.
63
58
sıcaklık C
53
48
43
38
05.08.2005 güney dilimde bacadan dışarı doğru 3m'de yapılan ölçüm
33
15.08.2008 güney dilimde dışarıdan içeri doğru 3,7m'de yapılan
ölçüm
28
9
9
9 49 09 29 49 09 29 49 09 29 49 09 29 49 09 29
:
:
:
:
:
:4 :0 :2
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
11 12 12 12 13 13 13 14 14 14 15 15 15 16 16 16 17 17
zaman H
Şekil 4. 2. 05.08.2005 ve 15.08.2008 tarihlerindeki güney
dilim sıcaklık ölçüm sonuçları (Yabuz, 2009).
47
01.08.2006 ışınım/10
15.08.2008 ışınım/10
120
01.08.2006 V3 nolu böcek doğu
dilimde dışarıdan 2m
15.08.2008 10 nolu dilim R.Ş
adlı böcek dışarıdan 2m
100
80
60
40
20
0
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
:0 1:3 2:0 2:3 3:0 3:3 4:0 4:3 5:0 5:3 6:0 6:3 7:0 7:3 8:0 8:3
11
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
zaman H
Şekil 4. 3. 01.08.2006 ve 15.08.2008 tarihlerinde ışınım ve doğu
dilim sıcaklık ölçümleri (Yabuz, 2009).
Teorik hava hızı değerinin elde edilebilmesi için 15.08.2008 verilerinden yararlanılmıştır.
Burada değerlerin birbirine yakın olduğu daha iyi görünmektedir.
01.08.2006
IŞINIM/10
100
15.08.2008
IŞINIM/10
80
01.08.2006DOĞU
DİLİM BÖCEK 4M
DE
15.08.2008DOĞU
DİLİM BÖCEK 4M
DE
01.08.2006 HAVA
HIZI*10
60
40
15.08.2008 HAVA
HIZI*10
20
12:09 12:19 12:29 12:39 12:49 12:59 13:09 13:19
2008 VERILERINE
GORE TEORIK
HIZ*10
zaman H
Şekil 4. 4. 01.08.2006 ve15.08.2008 tarihlerindeki ışınım, hava hızı, doğu dilim sıcaklık ve
2008 teorik hava hızı grafiği (Yabuz, 2009).
01.08.2006 ile 15.08.2008 tarihleri arasında, gün içerisinde her dakika için alınan
hava hızı değerlerinin aşağıda Şekil 4.5.’de görüldüğü gibi birbirine çok yakın değerler
olduğu tespit edilmiştir.
48
3,5
01.08.2006 da mil üzerinde hava hızı ölçüm değerleri
15.08.2008 de hiç bir yenilik yapılmadan alınan mil üzeri hız ölçümü
hava hızı (m/s)
3
2,5
2
5
0
5
0
0
0
5
0
0
5
5
0
5
0
5
5
5
:5 :0 :0 :1 :1 :2 :2 :3 :3 :4 :4 :5 :5 :0 :0 :1 :1
11 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 13 13 13 13
Zaman H
Şekil 4. 5. 01..2006 ve 15.08.2008 mil üzeri hava hızı ölçüm grafiği (Yabuz, 2009)..
Siyah zemin uygulaması sonucu alınan sıcaklık değişimleri
Şekil 4.6.’da, sabah 03:47 ile gece 22:27 saatleri arasında 10 numaralı
dilimde böceklerin sıcaklık değerleri görülmektedir.
65
Sıcaklık C
55
45
01.08.2006 V2 nolu böcek
35
19.08.2008 İ.Ü. İsimli Böcek 10
nolu dilim
25
:
03
47
:
04
37
:
05
27
:
06
17
:
07
07
:
07
57
7 37 27 17 07 57 47 37 27 17 07 57 47 37 27 17 07
:4
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
08 09 10 11 12 12 13 14 15 16 17 17 18 19 20 21 22
Zaman H
Şekil 4. 6. 01.08.2006 ve 19.08.2008 doğu dilim böcek sıcaklıkları grafiği (Yabuz, 2009).
Siyah zemin etkisi ile ısınan zeminin sıcaklık yüksekliği yine aşağıda Şekil 4.7.’de
görüldüğü gibi güneş etkisini kaybetse de sürdürmektedir.
49
65
01.08.2006 S3 no lu böcek dışta 2m de
18.08.2008 21 nolu böcek 2mde en dışta
Sıcaklık C
55
45
35
25
:
03
13
:
04
03
:
04
53
:
05
43
:
06
33
:
07
23
:
08
13
3 53 43 33 23 13 03 53 43 33 23 13 03 53 43 33 23
:0
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
09 09 10 11 12 13 14 14 15 16 17 18 19 19 20 21 22
Zaman H
Şekil 4. 7. 01.08.2006 ve 19.08.2008 tarihlerinde batıda 4 numaralı dilimde
böcek sıcaklıkları grafiği (Yabuz, 2009)..
10 numaralı dilim için siyah zemin uygulaması ile 2006 yılı zemin sıcaklıkları
karşılaştırıldığında %17,5’lik bir artış ortaya çıkmıştır. Bu artışa bağlı olarak güneşin etkisini
yitirdiği saatlerdeki zeminin soğuması daha uzun sürmüştür. Örneğin 4 numaralı dilimde,
2006 yılında saat 19:00 civarında zemin sıcaklığı 35oC iken 19.08.2008 tarihinde bu sıcaklık
45oC civarıdır. 2006 yılında saat 22:30 civarında zemin yaklaşık 28oC iken 2008 yılında bu
değer 38oC civarıdır.
Deneyler sırasında 11.09.2008 tarihinde, baca saat 15:30’dan 17:30’a kadar şebeke
suyu ile yıkanmış, baca ve kollektör içerisinde sıcaklık düşüşü oluşturulmuştur. Sıcaklık
düşüşünün kıyaslanabilmesi için, bir gün önce alınan gün boyu güney dilim sıcaklıkları
aşağıda Şekil 4.8’de verilmiştir. Bilindiği üzere, güney dilimlerinde siyah zemin uygulaması
haricinde başka bir yenilik şeklinde uygulama yapılmamıştır.
45
Sıcaklık C
40
35
30
25
20
07
10.09.2008 8 numaralı dilim 1numaralı böcek sıcaklık
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
:0 7:4 8:2 9:0 9:4 0:2 1:0 1:4 2:2 3:0 3:4 4:2 5:0 5:4 6:2 7:0 7:4 8:2 9:0 9:4 0:2 1:0 1:4 2:2 3:0 3:4
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
Zaman H
Şekil 4. 8. 10.09.2008 ve 11.09.2008, 8 numaralı dilim 1 numaralı böcek
sıcaklık grafiği (Yabuz, 2009).
Güneş bacasının yıkanmasının etkisiyle saat 17:30’ dan sonra kollektör içerisindeki
sıcaklık düşüşü yaşanmaktadır. Bu düşüşe bağlı olarak baca içerisinde 10.09.2008 tarihinde
50
saat 18:30 – 20:00 aralığında onar dakikalık ortalama değerler şeklinde sıcaklık verileri ile
birlikte Şekil 4.9.’da görülmektedir.
4
35
30
3,5
20
2,5
15
sıcaklık C
hava hızı (m/s)
25
3
2
10
10.09.2008 273cmde hava hızı
11.09.2008 273cmde hava hızı
1,5
1
18:28
18:38
18:48
18:58
19:08
19:18
5
0
19:28
19:38
19:48
19:58
zaman H
Şekil 4. 9. 10.09.2008 ve 11.09.2008 hava hızı ve 1 numaralı böcek sıcaklık grafiği (Yabuz,
2009).
Sıcaklık değerlerinde yaklaşık 100C lik bir fark, baca hızlarında da yaklaşık %42’lik
bir iyileşme ortaya çıkarmaktadır.
10.09.2008 tarihinde kollektör içerisinde zemin sıcak su sisteminin çalıştırılmasında
elde edilen verilerin, aynı ay içerisinde birbirine yakın tarihlerde akşamüzeri oluşacak hava
hızlarının değerlendirilmesinin yapılabilmesi için, 13.09.2008 tarihinde alınan ölçümlerdeki
baca içi hava hızı değerleri ele alınmıştır. Sistem 13.09.2008’de çalıştırılmamıştır. Buna
karşın 10.09.2008 tarihinde saat 16:00’dan itibaren, kollektör zeminine pompa vasıtasıyla
sıcak su aktarılmıştır. Aşağıda Şekil 4.10’da, saat 15:00 ile 20:00 arasındaki ölçümleri
kapsamaktadır. Saat 15:00 civarlarında kollektör içerisi sıcaklıkları, çevre sıcaklıkları ve
baca hızları birbirine çok yakın iken saat 16:00 dan itibaren çalıştırılan sıcak su sisteminin
rejime girmesi ile birlikte, bacadaki hava hızlarında oluşan farklılıklar gözlenmektedir. Sıcak
su sisteminin verimli çalışması ile birlikte, saat 16:30’ dan sonra değişim gösteren hava
hızlarında iyileşme yönünde yaklaşık %29 farklılık göstermiştir.
51
5
10.09.2008 273cm de hava hızı
4,5
13.09.2008 273cm de hava hızı
4
hava hızı (m/s)
3,5
3
2,5
2
1,5
1
:
15
0 0 :1 2 :2 4 :3 6 :4 8 :0 0 :1 2 :2 4 :3 6 :4 8 :0 0 :1 2 :2 4 :3 6 :4 8 :0 0 :1 2 :2 4 :3 6 :4 8 :0 0 :1 2 :2 4 :3 6 :4 8 :0 0
15 15 15 15 16 16 16 16 16 17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 19 19 19 19 19 20
zaman H
Şekil 4. 10. 10.09.2008 ve 13.09.2008 yerden 273 cm’ de ölçülen hava hızı grafiği (Yabuz,
2009).
5.
TARTIŞMA VE SONUÇ
Yapılan iyileştirmelerden bir tanesi olan baca kollektör zemininin siyaha boyanması
sonucunda sistem performansında % 9,5 oranında bir artış sağlanmıştır. Baca kollektör
zemini üzerine sıcak su tesisatı uygulanması neticesinde siyah zemin uygulaması ile
karşılaştırıldığında akışkan hareket halinde değil iken sistem performansında % 9 artış
sağlanmıştır. Ayrıca kollektör içerisine yerleştirilmiş su sistemine pompa vasıtasıyla hareket
kazandırılıp akış sağlandığında yaklaşık olarak % 29’luk bir performans artışı görülmüştür.
Kollektör giriş ağızlarına kapak uygulaması işlemi neticesinde kollektör iç sıcaklığında artış
gözlenmesine rağmen sistem performansında bir artış görülmemiştir. Bunun nedeni
kollektöre giren hava sıcaklığı artmış olup, hava debisinin düşük kalmasıdır. Baca tepesine
monte edilen atomize su sistemi baca performansına ilave bir katkıda bulunmamıştır. Bunun
sebebi ise atomize su sisteminin baca üzerine kapak etkisi yaratmasıdır. Kollektör alanının
artırılarak zemine pomza taşı uygulaması yapılması neticesinde sistem performansında %
10’luk bir artış gözlenmiştir. Ayrıca sistem yerden ısıtma + siyah zemin uygulaması ile
birlikte gece periyotlarında da etkin olarak çalışmıştır. Güneş bacası ile güneş güç kulesi
sistemi hibrid olarak uygulandığında ise bacanın akşam güneş etkisini yitirdiği periyotlarda
da sistemin verimli bir şekilde çalışmaya devam etmesini sağlamıştır. Hibrid uygulama
öncesinde ise aksam saatlerinde baca performansının azaldığı gözlemlenmiştir. Yerden
ısıtma için gerekli ısının hibrid sistem ile karşılanması neticesinde bu olumsuz durum en
azından 1 – 3 saatlik bir periyot için önlenmiş ve baca performansı iyileştirilmiştir.
Yapılan bu çalışma ile tüm iyileştirmeler neticesinde sistem performansında yaklaşık olarak
% 20’ lik bir artış gözlenmiştir. Güneş bacası sistemi, yoğuşma için atık ısıya sahip bölgelere
yani fabrika bölgelerine, jeotermal ısıya sahip bölgelere, ya da güneş enerjisi bakımından
zengin bölgelere inşa edilir ise, baca performansını arttırmak için gerekli olan ısı, buralardan
atık veya direkt olarak elde edilebilir. Bu sayede güneş etkisini yitirdiği zamanda dahi,
kollektör içerisinde oluşacak sıcaklık farklarından elde edilecek ısı ile, sistem devamlı ve
52
performanslı şekilde işletilebilir. Uygulaması yapılan güneş bacası-güneş kulesi hibrid
sistemi ileride ülkemiz coğrafyası üzerinde kurulacak büyük çaplı temiz enerji üretim sistemi
için bir referans olmaktadır. Yenilenebilir enerji üretim sistemlerinden olan güneş bacası,
güneş kulesi ve parabolik sistem güneşten yararlanılan enerji üretim tesislerinin hibrid
çalışması sağlanarak ileride daha efektif enerji üretim santralleri geliştirilebilir. Yapılan
çalışma ülke enerji açığının azaltılmasına yönelik çabalara bir örnek teşkil etmekte ve
yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilginin artırılmasına katkı sağlamaktadır. Konu ile ilgili
yeterince yerli çalışma ve uygulamanın olmadığı literatüre de bir katkı sağlayacağı açıktır.
Güneş bacası sistemi daha büyük ölçekte uygulanarak enerji açığının azaltılmasına bir katkı
sağlanabilir. Ayrıca alternatif enerji kaynaklarını kullanarak enerji eldesi uygulamaları
sayesinde hem dışa bağımlılık azaltılabilir hem de insanın çevreye göstermesi gereken saygı
artırılabilir.
TEŞEKKÜR
Bu çalışma, 108M183 nolu proje olarak TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir.
53
6.
KAYNAKLAR
1. Bernardes, M.A.,. Technische, ökonomische und ökologische Analyse von
Aufwindkraftwerken, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung,
Universität Stuttgart, 230s. Stuttgart. (2004)
2. Disabledartists.net, 2007. İnternet sitesi. http://www.disabledartists.net. Erişim Tarihi:
08.07.2008.
3. Kara, Ö.,. Yükselen hava akımlı rüzgar türbinleri İzmir uygulaması, E.Ü. Fen Bilimleri
Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 81s, İzmir. (2002)
4. Koyun, A.,. Güneş bacası ile enerji üretiminin incelenmesi. SDÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü,
Doktora Tezi, 142s, Isparta. (2006)
5. Nizetic, S., Ninic, N., Klarin, B.,. Analysis and feasibility of implementing solar chimney
power plants in the Mediterranean region. Energy Volume 33, S1680-1690. (2008)
6. Pastohr, H.,. Thermodynamische Modellierung eines Aufwindkraftwerkes, der BauhausUniversität Weimar, 161s, Weimar. (2004)
7. Schlaich, J., Bergermann, R., Schiel, W., Weinrebe, G., 2004. Design of Commercial
8. SUTA, 2008. İnternet sitesi. www.suta.org/reunion08/post/Khakzar-6.pdf . Erişim Tarihi:
18.08.2008.
9. Üçgül, İ., 2005. Güneş Bacası ile Elektrik Enerjisi Üretilmesi. DPT Proje
No:2003K121020.
10. Yabuz,Z.R.; Güneş Bacasında Konstrüktif İyileştirme Çalışmaları Ve Performans
Artırıcı Yöntemlerin Araştırılması, SDÜ, FBE., Yüksek Lisans Tezi, Isparta (2009)
11. Zhou X., Yang J., Ochieng R. M., Li X., Xiao B.,. Numerical investigation of a plume
from a power generating solar chimney in an atmospheric cross flow. Atmospheric research
V91, S26-35. (2009)
54
FARKLI ISIL İŞLEMLERİN DEMİR ESASLI TOZ METAL
NUMUNELERE ETKİLERİ
THE EFFECTS OF DIFFERENT HEAT TREATMENTS TO IRON
BASED POWDER METAL SAMPLES
Uğur ÇAVDAR1, Enver ATİK2
ÖZET
Toz metalürjisi çeşitli üretim süreçlerini kullanarak farklı boyut ve şekillere sahip
metal ve alaşım tozlarını dayanıklı, hassas ve yüksek performanslı parçalara dönüştüren bir
üretim yöntemidir. Toz metalürjisinin ürünleri; takım çelikleri, sert metaller, kaymalı
yataklar, gözenekli metaller ve filtreler, sürtünme elemanları, elektrik ve manyetik
uygulamalar, medikal uygulamalar ve otomotiv sanayi gibi birçok yerde kullanılmaktadır.
Toz metalürjisi ile üretilen parçalara sementasyon, borlama, karbonitrürasyon, buharlama
(bilinçli oksitleme) ve indüksiyonla yüzey sertleştirme gibi birçok farklı ısıl işlem
uygulanabilmektedir.
Bu çalışmada da imalatta çok geniş olarak kullanılan demir tozunun farklı oranlarda
karıştırılarak toz metalürjisi yöntemiyle üretilmesinin ardından, farklı ısıl işlemler
uygulanarak karşılaştırılması yapılmıştır. Demir tozunun içine katılan bakır, grafit,
alüminyum tozlarının nasıl bir fayda sağladığı incelenmiştir. Yapılan çalışmada ısıl
işlemlerin mikroskobik ve metalürjik özellikleri karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Toz metal, borlama, karbonitrürleme, buharlama (bilinçli oksitleme).
ABSTRACT
Powder metallurgy is a kind of method that transforms metal and alloy powder
which passes different dimension and shape to strong, sensitive and high performance pieces.
Powder metallurgy production used many like stainless steels, hard metals, slipping mattress,
porous meshed metals and filters, friction elements, electric and magnetic application,
medical application and automotive industry. Pieces which are product with powder
metallurgy are applied a lot of heat treatments like sementation, boronizing, carbonitruration,
stream treatment and surface solidifying with induction.
In this study; iron powders which are used colosal at the production are mixed
different rate with powder metallurgy method after that are applying and confiscation
different heat treatments. Cupper, graphite, aluminum powder which are included in iron
powders inspect how provide advantage – microscopic and metallurgic characteristics of
thermal methods are compared in the study.
Keywords: Powder metal, boronizing, carbonitruration, stream treatment.
1
Arş. Gör., Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
[email protected]
2
Doç. Dr., Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü,[email protected]
55
1.
GİRİŞ
Toz metalürjisi (T/M) teknolojisi, metal tozlarının üretimi, tozların karıştırılması,
kalıpta preslenerek şekillendirilmesi, sinterlenmesi ve sinter sonrası işlemleri içerir. Metal
işleme teknikleri içinde bir üretim yöntemi olan T/M [1]; metal tozu ve ondan kütlesel
gereçler ve şekillendirilmiş parçalar üretme teknolojisi ve sanatıdır [2]. Türk Standartları
Enstitüsü toz metalürjisini; “metalürjinin metalik toz veya bu tozların şekillendirilip
sinterlenmesiyle ilgili bölümü” olarak tanımlamaktadır (TS 3087). Toz metalürjisi, metal ve
metal alaşım tozlarını ergitmeden, basınç ve sıcaklık yardımıyla, dayanıklı cisimler haline
getirme tekniğidir [3].
Metal tozlarının boyutları mikron mertebesindedir. Presleme işlemi oda sıcaklığında
(soğuk presleme) ve sıcak presleme olarak yapılır. Toz metalürjisi ile üretilen parçaların
büyük bir kısmında elde edilen boyutsal hassasiyet ve yüzey kalitesi talaşlı işlem gibi ekstra
operasyonlara olan gereksinimi ortadan kaldırmaktadır [4].
Soğuk presleme veya yığma ile elde edilen parçaların dayanımını arttırmak için
sinterlenirler. Sinterleme, toz partiküllerinin mekanik olarak dizilmeleri ve yapışmalarıyla
metalsel kompakt bir parça oluşturmayı hedefler. Tek bileşenli sistemlerde genellikle
sinterleme sıcaklığı olarak metalin mutlak ergime sıcaklığının 2/3 ve 4/5’i alınır; birden fazla
bileşenli sistemlerde ise sinterleme, genellikle ergime sıcaklığı en düşük olan bileşenlerin
ergime sıcaklığının üstünde yapılır.
Toz metalürjisi ile yapılan parçalara birçok ısıl işlem uygulanabilir. Bunlar;
sementasyon, buharlama (bilinçli oksitleme), nitrürasyon, alevle yüzey sertleştirme,
daldırma, indüksiyonla yüzey sertleştirme, lazer ışınlarıyla yüzey sertleştirme, borlama gibi
ısıl işlemlerdir.
Kabonitrürasyon işlemi toz metal parçalara da uygulanabilen, sementasyon ve
nitrürasyon ısıl işlemlerinin bir kombinasyonudur. Karbon ve azot aynı anda ve yüksek
miktarlarda parçaya nüfuz ettirilir.
Buharlama ısıl işlemi tipik olarak 5000C’nin üstünde atmosfer ihtiva eden buharda,
çeliklerdeki Fe3O4 yapışkan yüzey oksidinin büyümesi için kullanılır [5, 6].
Borlama termokimyasal bir yüzey sertleştirme yöntemi olup, esas olarak metal
yüzeyine bor atomu difüzyonu olarak tanımlanabilir. Borlama teknik olarak oldukça
geliştirilmiştir. Bor atomları ısı enerjisi etkisiyle metal yüzeyine yayınırlar ve esas metal
atomlarıyla uygun borürler oluştururlar. Bu işlem bor atomlarının metalik malzemelerin
yüzeyinden içeriye doğru difüzyonu ile olmaktadır. İnce tabakalı Fe borür (Fe2B) fazı
özellikle endüstriyel uygulamalar için istenmektedir [4,7]. Sert ve sürtünme katsayısı
oldukça düşük, uygun tribolojik şartlarda yüksek aşınma dayanımına sahip bir yüzey elde
edilmesini sağlayan borlama ile ayrıca korozif ortama da dayanım sağlayabilmektedir [6,8].
Bu çalışmada, düşük karbon oranına sahip demir esaslı toz metal parçalara yüzey
ısıl işlemlerinden karbonitrürleme, buharlama (bilinçli oksitleme) ve borlama uygulanmış ve
bu işlemlerin toz metal numunelerin metalürjik özelliklerinin yanı sıra yüzey özelliklerine
etkileri incelenmiştir.
56
2.
DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Bu çalışmada, ASC 100.29 demir tozları kullanılmıştır. ASC100.29 demir tozuna
bakır, grafit ve alüminyum demir tozları karıştırtmış ve toz metalürjisi yöntemiyle aynı
presleme basıncında (500MPa), tek yönlü preste, soğuk presleme yöntemiyle numuneler
üretilmiştir. Numunelerin toz bileşenleri Tablo 1’de verilmiştir. Kullanılan demir, bakır,
grafit tozlarının özellikleri Tablo 2-4’de verilmiştir. Numunelere yağlayıcı olarak %0,8 çinko
streat konulmuştur. Çinko streat, sinterleme sırasında buharlaşarak uçmaktadır.
Tablo 1. Numunelerin toz bileşenleri (% ağırlıkça).
Numune No
%C
%Grafit
1
3
0,2
2
3
0,4
3
3
0,6
4
3
0,8
5
3
0,2
6
3
0,4
7
3
0,6
8
3
0,8
%Al
0
0
0
0
1
1
1
1
%Fe
Kalanı
Üretilen numunelere aynı şartlarda sinterleme uygulanmıştır. Daha sonra toz metal
parçalara bilinçli oksitleme ve karbonitrürasyon gibi bilinen klasik ısıl işlemler
uygulanmıştır. Ayrıca bu toz metal numunelere, borlama ısıl işlemi yapılmıştır. Bu işlemlerin
numuneler üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Tablo 2. Deneyde kullanılan demir tozlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri ve analizi
[Häganas (İsveç)].
Kimyasal analiz
Test sonuçları
H2 kaybı
0,11%
C
<0,01%
Fe
Kalanı
Fiziksel özellikler
Görünen yoğunluk 2,42 g/cm3
Akıcılık
31s / 50gr
Elek
Analizi
(Mikron)
+212
0%
180-212
0,1%
150-180
0,9%
150-212
1%
106-150
22,8%
75-106
27%
45-75
28,8%
-45
20,4%
57
Tablo 3. Deneyde kullanılan bakır tozlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri ve elek analizi
[Häganas (İsveç)].
Mikron
%
>180
0,0
>150
0,3
>106
12,5
>74
19,1
>53
19,8
>45
11,6
<45
36,7
Görünen yoğunluk
2,69 g/cc
Akıcılık
26s
Kimyasal analiz
Bakır %
99,74
Oksijen %
0,08
Tablo 4. Deneyde kullanılan grafit tozlarının kimyasal özellikleri ve elek analizi [Häganas
(İsveç)].
Kimyasal analiz
Test sonuçları
Nem
0,05%
Ash
3,2%
C
96,8%
S
0,07%
+100 Mikron
0,005%
10% Altında
2,5 mikron
50% Altında
5,9 mikron
90% Altında
11,1 mikron
99,99% Altında
17,4 mikron
58
10x10x55 mm boyutlarında 500 MPa basınçta preslenen numuneler Tozmetal A.Ş.
(İstanbul) Firmasının endotermik gaz ortamına sahip kontrollü sinterleme fırınında
1120oC’da 45 dakika süreyle sinterlenmiştir. Sinterleme şartları CASIP (Computer Aided
Selection of Iron Powder) Häganas (İsveç) tarafından hazırlanmış paket program yardımıyla
belirlenmiştir.
Numunelere İstanbul’da bulunan Batı Isıl İşlem firmasında başka bir yüzey
sertleştirme ısıl işlemi olan karbonitrürasyon işlemi yapılmıştır. Isıl işlem prosesi olarak
850ºC’da 30 dakika bekletilerek sertleştirme işlemi yapılmıştır. Soğutma işlemi ise 80ºC’lık
ortamda sirkülasyonlu martemperleme yağı ile yapılmıştır.
Buharlama ısıl işlemi gerçekleştirilirken ilk olarak oksijensiz ortamda 150ºC’da ön
ısıtma uygulanmış ve sonra 550ºC’da 1 saat su buharı püskürtülerek buharlama işlemi
tamamlanmıştır.
Borlama 40x40x110 mm boyutlarındaki ağzı sıkı geçmeli kapağa sahip çelik saçtan
imal edilmiş olan kutular içerisinde yapılmıştır. Bor kaynağı olarak EKabor© 2 tozu
kullanılmıştır. Numuneler 950ºC’lık ortamda 4 saat tutulmuş ve bu süre sonunda atmosfer
ortamında soğutulmuştur.
Mikro sertlik ölçümleri, sinterleme işleminden sonra uygulanan yüzey ısıl işleminin
yüzey sertliğine etkilerini belirlemek üzere, numunelerin kesitleri parlatılarak oluşan yüzey
tabakasından yapılmıştır. Farklı noktalarından 5’er sertlik değeri ölçülmüş ve bu değerlerin
ortalaması alınmıştır. Mikro sertlik cihazında 50 gram yük 10 saniye süreyle etki ettirilerek
Vickers sertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Yüzey ısıl işlemlerinin, yüzey sertliklerine
etkileri Tablo 2’de verilmiştir. Bu ölçümler yapılırken mikro sertlik cihazından alınan
görüntü Şekil 1’de gösterilmektedir.
Şekil 1. Mikro sertlik cihazında Vickers sertlik ölçümü görüntüsü.
59
Tablo 5. Yüzey ısıl işlemlerinin, yüzey sertliklerine etkileri.
Optik mikroskopta çekilmiş içyapı fotoğrafları Şekil 2-4’da gösterilmiştir.
Borlanmış
tabaka
a)
b)
Şekil 2. 4 nolu (%3 Cu + %0,8 Grafit + %96,2 Fe) numunenin Sinterlemeden sonra
Borlanmış a) optik mikroskopta içyapı görüntüsü, b) SEM görüntüsü [9].
60
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Şekil 3. a) Sinterlemeden sonra 1 nolu (%3 Cu + %0,2 Grafit + %96,8 Fe) numunenin
Buharlanmış (Bilinçli oksitlenmiş) a) optik mikroskopta içyapı görüntüsü, b) SEM görüntüsü
c) EDS analizi yapılmış bölgelerin SEM görüntüsü üstünde gösterilmesi, d) 1a bölgesinin
analizi, e) 1a bölgesinin EDS grafiği, f) 1b bölgesinin analizi, g) 1b bölgesinin EDS grafiği.
61
a)
b)
Şekil 4. 7 nolu (%3 Cu + %0,6 Grafit + %96,4 Fe) numunenin sinterlemeden sonra
Karbonitrürlenmiş a) optik mikroskopta içyapı görüntüsü, b) SEM görüntüsü.
Şekil 2’de borlama, Şekil 3’de buharlama (bilinçli oksitleme), Şekil 4’de
karbonitrürasyon ısıl işlemlerinin malzemenin yüzeyinde nasıl bir tabaka oluştuğunu
göstermektedir. Borlama sonucu yüzeye yakın bölgede oluşan dişli yapı, borlamanın
karakteristiğidir. Buharlama sonucu yaklaşık 5 µm kalınlığında oksit tabakası oluştuğu
görülmektedir. Numunenin üstüne püskürtülen buhar sayesinde numunenin üstünde demir
oksit tabakası oluşmuştur. Sementasyon ve nitrürasyonun ısıl işlemlerinin birleşimi olan
karbonitrürasyon ısıl işleminde karbon ve azot atomlarının ısıl işlem sonrasında difüzyon ile
numunenin yüzeyinde oluşan tabaka görülmektedir.
3.
SONUÇLAR
Yüzey sertliği değerlerine bakıldığında, buharlamanın en düşük değerlerde olduğu
görülmektedir. Borlama yapılmış numunelerde ise en yüksek sertlik değeri elde edilmiştir.
Karbonitrürasyon ısıl işleminin sertlik değerlerinin de borlama ile buharlama ısıl işlemi
uygulanmış numunelerin sertlik değerleri arasında olduğu görülmektedir.
Toz metalürjisi yöntemiyle üretilen makine parçalarına sinterlemeden sonra çalışma
şartlarına uygun olarak beklenen sertlik ve/veya korozyon dayanımını arttırmak üzere
buharlama (bilinçli oksitleme), karbonitrürasyon veya borlama gibi ısıl işlemler uygulanması
önerilir.
TEŞEKKÜR
Çalışmalarımızda bize emeği geçen Toz Metal A.Ş, Batı Isıl İşleme ve de yardımlarını
esirgemeyen Prof. Dr. Cevdet MERİÇ Hocama teşekkürü borç bilirim.
62
4.
KAYNAKLAR
1. German, R.M., “Powder Metallurgy Science”, MPIF, USA, (1984).
2. Sarıtaş, S., “Toz Metal Çeliklerin Yorulma Özellikleri” 3. Uluslararası Toz metalurjisi
Konferansı (2002).
3. Akoral, E., Doktora tezi,”Toz Metalurjisi Yöntemi İle Al-Sic Kompozit Malzeme Üretimi
Ve İşlenebilirliğinin İncelenmesi”, Manisa (2003).
4. Çavdar, U., Yüksek Lisans Tezi, “Demir Esaslı Sinter Metallerine Yaplabilecek Isıl
İşlemlerin Belirlenmesi Ve Geliştirilmesi” Manisa (2005).
5. German, R.M. , “Powder Metallurgy Science”, The Pennsylvania State University, Vol 9
pp.349, (1997).
6. Çavdar, U., Atik, E., Ünlü, B.S.,“Demir Esaslı Malzemelerde Isıl İşlemlerin Mekanik
Özelliklere Etkisi” 11th İnternational Meterials Symposium Denizli, Turkey, pp. 319-322,
April 19-21 (2006).
7. Yılmaz, S.S., Doktora Tezi , “Demir Esaslı T/M Parçaların Yüzey Sertleştirme
İşlemlerinin Fiziksel ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”
8. Atik, E., Meriç, C., Yavuz, N., “Demir Esaslı T/M Malzemelerin Borlanması” 3rd
International Powder Metallurgy Conference, Turkish Powder Metallurgy association, Gazi
Üniversitesi, Ankara, Tukey, pp.1048-1053, Septenber4-8, (2002).
9. Doç. Dr. Enver ATİK’in çalışma arşivinden alınmıştır.
63
REHABİLİTASYON AMAÇLI BİLGİSAYAR VERİ TABANI
YARDIMIYLA BÖLGESEL ENGELLİ KİŞİ HARİTASININ
OLUŞTURULMASI
Ersin Aslan1, Faruk Durmaz2
ÖZET
Ülkemizde resmi kayıtlara göre yaklaşık 8,5 milyon engelli vatandaşımız
bulunmaktadır[1]. Bu vatandaşlarımızın rehabilite edilebilmesi, ülkemizin önemli sosyal
sorunlarından biridir. Bu sorunun temelinde de engelli vatandaşlarımızın hem sayı hem de
bölgesel dağılımlarının tam olarak bilinememesi yatmaktadır. Bu çalışmada sorunun
çözümüne katkı sağlamak amacıyla, Turgutlu ilçemiz pilot bölge seçilerek ilçe
hastanelerinden alınacak engelli kişilere ilişkin bilgilerin bir veri tabanında toplanması,
engelli kişilerin bölgelere göre dağılımının yapılması, uygun sağlık personelinin atanması ve
engelli vatandaşlarımızın rehabilite çalışmalarına katkı sağlanması hedeflenmiştir.
Çalışmada ilk olarak Manisa ili Turgutlu ilçesindeki internet üzerinden engelli
hkişilerin kendi bilgilerini internet sitesi üzerinden girmesine imkan sağlanmıştır. İnternet
sayfası, linux tabanlı MySQL veritabanı kullanılarak php dili ile hazırlanmıştır. Çalışmanın
tasarım tarafı hazırlanırken adobe photoshop grafik editörü programı ve derleme kısmında
adobe dreamweaver web editör programları kullanılmıştır.
Bu projenin Turgutlu ilçemizdeki tüm hastanelere yaygınlaştırılması durumunda
ilçemizin engelli sayısı, bölgesel dağılımı ve bu konuda görevlendirilecek sağlık personeli
ihtiyacının tespit edilebileceği görülmüştür. Elde edilen veriler doğrultusunda atanacak
sağlık personeli ve oluşturulacak sosyal projeler ile engelli vatandaşlarımıza daha kaliteli
hizmet sunulabilecek, bu hizmetin de tüm engelli vatandaşlarımıza ulaşması
sağlanabilecektir.
Anahtar Sözcükler: Linux, php, MySQL, Photoshop.
ABSTRACT
According to official records, there are approximately 8,5 million disabled citizens
in our country [1]. Rehabilitating the disabled citizens is one of the major social problems of
our country. On the basis of this problem lies the ambiguity in both number and regional
distribution of disabled citizens exactly. To contribute to the solution of the
problem Turgutlu district is selected as pilot regions in this study. What is aimed in the
study are that collecting the infos of disabled patients in a database, making the distribution
of disabled people by region, doing the appropriate medical staff appointment and
rehebilitating the disabled citizens.
In this study, the first of all, the disabled in Turgutlu district of Manisa were
proved to enter their own information into the internet. Linux-based MySQL database have
been prepared by using the PHP scripting language. Adobe Photoshop image editing
1
2
Öğr.Gör., Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu MYO, Turgutlu - MANİSA
Yrd.Doç.Dr., Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu MYO, Turgutlu - MANİSA
64
program to prepare the design side of the study and compilation of programs were used at the
Adobe Dreamweaver web editor.
As a result of this study, it was reached that bringing about the number of disabled
in our local, regional distribution and the need for health staff is possible if it is extended to
all the hospitals in the region. In accordance with established health care providers and social
projects,these data will give opportunity for a better quality of service to citizens with
disabilities, and this service will be provided also all citizens with disabilities.
Keywords: Linux Server, PHP, MySQL, Photoshop.
1.
GİRİŞ
Ülkemizdeki engelli vatandaşların sorunlarına çözüm arayışı, çeşitli platformlarda
sürekli olarak gündeme gelmektedir. Bu konuda 571 sayılı Başbakanlığa bağlı Özürlüler
İdaresi Başkanlığı`nın kurulmasına ilişkin Kanun Hükmünde Kararname 1997 yılında
yürürlüğe girmiş ve Başkanlık Ankara’da faaliyete geçmiştir[2]. İzmir Karabağlar Belediyesi
de Mayıs 2010’da Engelli Danışma Merkezi kurmuş ve engelli haritası çıkarmayı
hedeflemektedir[3]. Bu çalışmada, günümüzün en temel iletişim ve bilgi araçlarından olan
internet sitesi kullanılarak, engelli vatandaşlarımızın rehabilitasyon sorununun çözümüne
katkı sağlayacak projeler için veritabanı amaçlanmaktadır. Birinci bölümde genel olarak
internet sitesinin güvenli bir şekilde kurulmasında kullanılan yazılım ve programlar
tanıtılmaktadır. İkinci bölümde bu yazılım ve programlar yardımıyla oluşturulan engelli veri
tabanı ve internet sitesinin uygulaması açıklanmaktadır. Sonuç ve öneriler bölümünde ise bu
çalışmada tanıtılan projenin sağlayacağı yararlar ve devamında yapılabilecek daha geniş
kapsamlı projeler konusunda bilgi verilmektedir. Sonuç olarak bu çalışma ile ortaya konulan
projenin tüm Türkiye’ye yaygınlaştırılması durumunda, engelli vatandaşlarımız için daha
sağlıklı veriler elde edilebileceği ve oluşturulacak sosyal projelerle onların rehabilitasyonuna
önemli ölçüde katkı sağlanacağı ortaya konulmuştur.
2.
UYGULAMADA KULLANILAN YAZILIM VE PROGRAMLAR
2.1.
Php Programlama Dili:
Php, açık kaynak kodlu, sunucu tarafından işlenerek (Open – Source Server – Side –
Scripting Language) dinamik web sayfaları yaratılmasını sağlayabilen dillerden biridir. Basit
ve yaygın program yazım teknikleriyle dinamik web sayfaları hazırlamak için en iyi
çözümdür[4].
Php, bir script dilidir; yani kodları düz yazı dosyaları halinde kaydedilir ve
kullanılacağı ortamda bir yorumlayıcı tarafından yorumlanır. Bu, php ile yazılacak
programları derlemek, yani ortaya bir EXE veya çalıştırılabilir başka bir dosya çıkartmaya
gerek olmadığı anlamına gelir. Fakat php Script'lerini çalıştırabilmek için bu dili bilen bir
programa ihtiyaç vardır. Bu programın lokal (komut istemci penceresinde veya terminal
ekranında) çalışması mümkün olduğu gibi, web sunucu tarafından da çalıştırılabilir olması
gerekir. Başka bir deyişle web sunucu programının php dili ile ilişkili ayarları
düzenlenmelidir.
Php ile her türlü işlevselliğe sahip programlar yazılabilir; yani php başlı başına
uygulama geliştirebilecek düzeye ulaşmıştır. Başka bir deyişle php ile oyun programından
veritabanı yönetimine kadar farklı programlar geliştirilebilir. Php, web sunucuya bir takım
65
işler yaptırmak için program yazma dili olarak da tanımlanmaktadır. Php kodları,
oluşturulacak HTML sayfalarında HTML etiketlerinin arasında kendi özel ayracı içinde
yazılır. Php kullanılmasının sebebi, HTML sayfalarına işlerlik kazandırılmasıdır. Böylece bir
sunucu sistem üzerinde komutlar çalıştırılabilmektedir. HTML etiketleri kullanılarak, web
sunucusundaki bir veritabanı dosyası açılıp, içindeki veriler okunamaz. Bununla birlikte web
sunucusunun sabit disklerindeki düz yazı dosyalarına okuma ve yazma yapılamaz. HTML
etiketleri ile yalnızca web ziyaretçilerinden bilgi edinilebilir ve bunlar sunucuya yollanabilir.
Bu bilgileri işe yarar şekle sokmak için sunucuda çalışan bir program gerekir. Sunucuda
çalışan program, EXE ve DLL veya JSP (Java Server Pages) gibi bir “gerçek program” veya
Perl, ASP ve PHP gibi script diliyle yazılmış bir program olabilir[5].
2.2.
Linux Server:
Linux açık gelişim modeline göre geliştirilmiş güçlü bir işletim sistemidir. Diğer
modern işletim sistemleri gibi Linux’unda kendine özgü bir yapısı vardır. Bu katmanlı yapı
sayesinde kullanıcı, bir işletim sisteminin kendisine sunduğu tüm olanaklardan yararlanır.
Bir işletim sistemi kendi kaynaklarını kullanıcıya en yalın şekilde sunabilmeli ve yine benzer
şekilde kullanıcının donanımdan bağımsız olarak rahat bir çalışma ortamı içinde
bulunabilmesine olanak sağlamalıdır. Linux bundan çok daha fazlasına imkan vermektedir.
Açık kaynak kodlu olduğu için pek çok insan tarafından gözden geçirilir. Bu yüzden
programlama bilen herkes hataları düzeltebilir[6].
2.3.
MySQL Veri Tabanı Yönetim Sistemi:
MySQL, çok-kanallı, çok kullanılıcılı, hızlı ve sağlam bir veritabanı yönetim
sistemidir. MySQL'e Python'dan Java'ya kadar birçok programlama dili ile erişilebilir.
Apache ve php ile beraber web-veritabanı uygulamalarında çok yaygın olarak
kullanılmaktadır. Birden fazla işlemci ile kolaylıkla çalışabilmektedir. Tabloların kontrolü,
optimizasyonu ve tamiri hızlı bir biçimde yapılabilmektedir.
Geliştiricileri tarafından, 500'den fazlası 7 Milyon kayıt içeren 10.000 tablodan
oluşan kendi veritabanlarını neredeyse 100 gigabyte civarında veriyi MySQL'de tuttukları
söylenmektedir. Özellikle internet ortamında önem kazanan, çok esnek ve güçlü bir kullanıcı
erişim kısıtlama, yetkilendirme sistemine sahiptir. MySQL, tuttuğu tablolarla, çok kullanıcılı
bir sistemlerde söz konusu olan erişim hakları sorununu kolayca çözmektedir.
Stored procedure, trigger desteği bulunmamaktadır. Kullanıcı kısıtlamak için
kullanılan “görünüm (view)” özelliği yoktur. Ancak MySQL'in gelişmiş bir erişim kısıtlama
sistemi olduğu için “görünüm” özelliğine ihtiyaç duyulmamaktadır. Ayrıca görsel bütünlük
(Oracle’daki forms gibi) sağlama işinin programcıya bırakılması tercih edilmiştir. Ancak bu
bir dezavantaj olarak görülmeyebilir. Çünkü birçok veritabanı programcısı veri tabanı
yönetim sistemlerindeki görsel bütünlüğün esnek olmayan, zorlayıcı bir özellik olduğunu
düşünmektedir.
MySQL çeşitli pratik çözümler için geliştirilirken, diğer veritabanı sunucuları
akademik düzeyde belirli kurallar ve veritabanı bilimi ışığında geliştirilirler. Veritabanı
uygulamalarının %80'inin, SQL özelliklerinin sadece %20'lik bir kısmına gerek duyduğu
ilkesi çerçevesinde geliştirilir. MySQL farklı tablo tipleri ve işleme türleri ile esneklik sağlar.
Basit ve hızlı bir proje geliştirilmek isteniyorsa, MySQL uygun bir seçenektir. Eğer karmaşık
ve çok fazla tablo içeren projeler geliştirilmek istenirse, geleneksel veritabanı
sunucularındaki gelişmiş özelliklere ihtiyaç duyulacaktır[7].
66
2.4.
Photoshop:
Resim düzenlemek için bir bilgisayar programı denildiğinde akla ilk gelen
Photoshop programıdır. Photoshop sektörün bilinen en eski görüntü işleme editörlerinden
biridir. Bunun yanı sıra grafik programlarının vazgeçilmezi olan filtre, fırça, script, yani
kısacası her yönde plug-in kabul etmesi, eklentilerinin ücretsiz ve çok kolay bir şekilde
bulunması en önemli avantajlarındandır.
Belgeler ve dosyalar paneller, çubuklar ve pencereler gibi çeşitli öğeler kullanılarak
oluşturulur ve değiştirilebilir. Photoshop çalışma alanı, görüntüleri oluşturmaya ve
düzenlemeye yardımcı olacak şekilde yerleştirilmiştir. Çalışma alanında görüntülerin
öğelerini görmek, düzenlemek ve eklemek için menüler ve çeşitli araçlarla paneller yer alır.
Varsayılan çalışma alanı düzeni her üründe değişse de tümünde öğeleri aynı şekilde işlenir.
Yapılan programlarda ve web sitelerindeki görsel temaların hemen hepsi Photoshop
kullanılarak yapılmaktadır. Photoshop Fireworks veya Corel vb. programlara göre tercih
edilmesinin nedeni, photoshop’un web tasarımı (şablonu) çıkarmak için çok elverişli bir
program olmasıdır[8].
3.
UYGULAMA
Uygulamamızın kullandığı platformun çalışma sistemi şekil 1’de gösterilmektedir.
Şekil 1. Engelli haritası platformu çalışma sistemi
Şekil 1’de görüldüğü gibi kullanıcı web sunucusuyla bağlantı kurup istem gönderir
ve veri alır. Web sunucusu, yorumlanması gereken php komut ve fonksiyonları php’ye
gönderir php veritabanı vb işlemleri yürüterek geri web sunucusuna iletir. Web sunucusu
birleştirdiği html kodlarını kullanıcıya iletir.
Şekil 2’de engelli haritası internet sitesinin ana sayfası görülmektedir. Bu ana
sayfadan kullanıcı girişine ve üyeliğe izin verilmektedir.
67
Şekil 2. Engelli haritası internet sitesi ana sayfası
Kullanıcı girişinin yapıldığı Şekil 3 deki “kullanıcı girişi “ menüsüne ait kodlar aşağıda
görülmektedir.
<?php
// *** Validate request to login to this site.
if (!isset($_SESSION)) {
session_start();
}
$loginFormAction = $_SERVER['PHP_SELF'];
if (isset($_GET['accesscheck'])) {
$_SESSION['PrevUrl'] = $_GET['accesscheck'];
}
if (isset($_POST['ad'])) {
$loginUsername=$_POST['ad'];
$password=$_POST['sifre'];
$MM_fldUserAuthorization = "";
$MM_redirectLoginSuccess = "index.php";
$MM_redirectLoginFailed = "index.php?hata=1";
$MM_redirecttoReferrer = false;
mysql_select_db($database_engel, $engel);
$LoginRS__query=sprintf("SELECT kullanici, sifre FROM uye WHERE kullanici=%s
AND sifre=password(%s)",
GetSQLValueString($loginUsername, "text"), GetSQLValueString($password, "text"));
$LoginRS = mysql_query($LoginRS__query, $engel) or die(mysql_error());
$loginFoundUser = mysql_num_rows($LoginRS);
if ($loginFoundUser) {
$loginStrGroup = "";
//declare two session variables and assign them
$_SESSION['MM_Username'] = $loginUsername;
$_SESSION['MM_UserGroup'] = $loginStrGroup;
if (isset($_SESSION['PrevUrl']) && false) {
68
$MM_redirectLoginSuccess = $_SESSION['PrevUrl'];
}
header("Location: " . $MM_redirectLoginSuccess);
}
else {
header("Location: ". $MM_redirectLoginFailed);
}
}
$md="";
if (isset($_GET['md'])) {
$md=$_GET['md'];
}
?>
Şekil 3. Engelli haritası internet sitesi “kullanıcı girişi” ekranı
Şekil 2’deki ana sayfa üzerindeki “üye ol” sekmesi tıklanarak siteye yeni üyelerin girişi için
aşağıdaki kodlar kullanılarak Şekil 4’deki “üye giriş formu” menüsü oluşturulmuştur.
if ((isset($_POST["MM_insert"])) && ($_POST["MM_insert"] == "form1") &&
(isset($_POST["sifre"])) && (isset($_POST["sifre2"])) &&
($_POST["sifre"]==$_POST["sifre2"]) && (isset($_POST['uye_ad'])) &&
(isset($_POST['mail'])) && (isset($_POST['uye_il'])) && (isset($_POST['uye_ilce'])) &&
(isset($_POST['uye_adres'])) && (isset($_POST['uye_engel'])) &&
(isset($_POST['uye_dogtar'])) && ($_POST['uye_ad'] != "") && ($_POST['uye_il'] != "")
&& ($_POST['uye_ilce'] != "") && ($_POST['uye_adres'] != "") && ($_POST['uye_engel']
!= "") && ($_POST['uye_dogtar'] != "") && ($_POST['sifre'] != "") &&
(isset($_POST['kullanici_adi'])) && ($_POST['kullanici_adi']!="")) {
$insertSQL = sprintf("INSERT INTO uye (uye_ad, mail, uye_tar, uye_il, uye_ilce,
uye_adres, kullanici, uye_engel, uye_cins, uye_dogtar, sifre) VALUES (%s, %s, %s, %s,
%s, %s, %s, %s, %s, %s, password(%s))", GetSQLValueString($_POST['uye_ad'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['mail'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_tar'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_il'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_ilce'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_adres'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['kullanici_adi'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_engel'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_cins'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_dogtar'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['sifre'], "text")); mysql_select_db($database_engel, $engel);
$Result1 = mysql_query($insertSQL, $engel) or die(mysql_error());
69
Şekil 4. Engelli haritası internet sitesi “üye ol” form ekranı
Üyelik bilgilerinin güncellenebilmesi için aşağıdaki kodlar kullanılarak Şekil 5’deki “üye
güncelleme formu” menüsü oluşturulmuştur.
if ((isset($_POST["MM_update"])) && ($_POST["MM_update"] == "form1")) {
$updateSQL = sprintf("UPDATE uye SET uye_ad=%s, mail=%s, uye_il=%s, uye_ilce=%s,
uye_adres=%s, uye_engel=%s, uye_cins=%s, uye_dogtar=%s, sifre=%s WHERE
uye_id=%s",
GetSQLValueString($_POST['uye_ad'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['mail'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_il'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_ilce'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_adres'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_engel'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_cins'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_dogtar'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['sifre'], "text"),
GetSQLValueString($_POST['uye_id'], "int"));
mysql_select_db($database_engel, $engel);
$Result1 = mysql_query($updateSQL, $engel) or die(mysql_error());
}
70
Şekil 5. Engelli haritası internet sitesi “üye bilgi güncelleme” form ekranı
Üyenin sisteme giriş yapıldıktan sonra güvenli çıkış için aşağıdaki yazılım kodları
kullanılarak Şekil 6’daki “üye çıkış” menüsü oluşturulmuştur.
<?php
//initialize the session
if (!isset($_SESSION)) {
session_start();
}
// ** Logout the current user. **
$logoutAction = $_SERVER['PHP_SELF']."?doLogout=true";
if ((isset($_SERVER['QUERY_STRING'])) && ($_SERVER['QUERY_STRING'] != "")){
$logoutAction .="&". htmlentities($_SERVER['QUERY_STRING']);
}
if ((isset($_GET['doLogout'])) &&($_GET['doLogout']=="true")){
//to fully log out a visitor we need to clear the session varialbles
$_SESSION['MM_Username'] = NULL;
$_SESSION['MM_UserGroup'] = NULL;
$_SESSION['PrevUrl'] = NULL;
unset($_SESSION['MM_Username']);
unset($_SESSION['MM_UserGroup']);
unset($_SESSION['PrevUrl']);
$logoutGoTo = "index.php";
if ($logoutGoTo) {
header("Location: $logoutGoTo");
exit;
}
}
?>
71
Şekil 6. Engelli haritası internet sitesi “çıkış” ekranı
4.
SONUÇLAR VE ÖNERİLER
*
Bu çalışmada gerçekleştirilen projenin Turgutlu ilçemizdeki tüm hastanelere
yaygınlaştırılması durumunda engelli sayısı, bölgesel dağılımı ve bu konuda
görevlendirilecek sağlık personeli ihtiyacının tespit edilmesi konularına önemli katkılar
sağlayacağı görülmüştür.
*
Elde edilen veriler doğrultusunda “En kısa yol algoritması”, “Dal sınır tekniği” gibi
mühendislik uygulamaları ile atanacak sağlık personeli ve oluşturulacak sosyal projeler ile
engelli vatandaşlarımıza daha kaliteli hizmet sunulabilecek ve bu hizmetlerin tüm engelli
vatandaşlarımıza ulaşması sağlanabilecektir.
*
Benzer şekilde projenin tüm ülke genelinde uygulanmasıyla, ülkemizde sayıları 8,5
Milyon olduğu tahmin edilen engelli vatandaşlarımızın gerçeğe çok yakın popülasyonu tespit
edilebilecek ve onların rehabilitasyonuna yönelik çalışmalarda önemli katkılar
sağlanabilecektir.
*
Gerek devletin resmi kurumları, gerekse yerel yönetimlerin desteği ile sağlık
sektörünün engellileri kapsayan bölümünde ulusal ve uluslararası örnek olabilecek projeler
geliştirilebilecektir. Şekil 7’de örnek olarak gösterildiği üzere, Türkiye’nin engelli haritası
oluşturulabilecektir.
72
Şekil 7. Türkiye engelli haritası
73
5.
KAYNAKLAR
1. “Türkiye Özürlüler Araştırmaları Temel Göstergeleri”, T.C. Başbakanlık Özürlüler İdaresi
Başkanlığı 2002 Yılı Araştırma Raporu, Aralık 2002.
2. http://www.ozida.gov.tr/
3. http://www.karabaglar.bel.tr/
4. Saraç S., “Php’ye Giriş”, Chip Bilgisayar Kültürü Dergisi, ISSN: 1300-9419,
Sayı:2000/09, Sayfa 312, Eylül 2000.
5. Öcal H., Php, e-book, sayfa 6-7, http://www.bilgisayarbilisim.net/php-mysql-f173/phpkitabi-hakki-ocal-t11858.html
6. Çetin G., Linux İşletim Sistemi, ISBN:975 347 748 X, Beşinci Baskı, Seçkin Yayıncılık,
Sayfa 33, Ankara 2003
7. Çokçetin B., “Php, Mysql Tabanlı Uzaktan Eğitim Modülü Tasarımı”, Dumlupınar
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Eylül 2006.
8. http://www.adobe.com/
74
41 B AMERİKAN ASMA ANACI İLE AŞILI BAZI ÜZÜM
ÇEŞİTLERİNİN AŞI UYUŞMA KATSAYILARI ÜZERİNE BİR
ARAŞTIRMA
A RESEARCH ON THE AFFINITY COEFFICIENTS OF SOME
GRAPE VARIETIES GRAFTING WITH 41 B AMERICAN
ROOTSTOCK
Seçkin GARGIN1, Burçak İŞÇİ2, Ahmet ALTINDİŞLİ3
ÖZET
Bu araştırma Isparta yöresi için ekonomik öneme sahip olan 8 sofralık üzüm çeşidinin 41 B
anacı üzerinde omega aşılamadaki başarı oranlarını tespit etmek amacıyla dört farklı affinite
katsayı formüllerini değerlendirmek için gerçekleştirilmiştir. Çeşitlerin affinite değerleri
farklı formülasyonlara göre değerlendirildiğinde her birisi için sadece Sultani üzüm çeşidi
12.03, 9.13, 0.18 ve 118.22 değerleri ile birinci istatistiki önemdeki grupta yer almıştır. Diğer
çeşitler farklı affinite katsayılarında benzer yada farklı istatistiki önemdeki gruplarda yer
almaktadırlar. İyi bir affinitenin saptanmasında sadece formülasyona göre değerlendirmenin
tek başına doğru sonuca götürmediği bu araştırma sonucundan tespit edilmiştir.
Yurdumuzdaki her bağ bölgesi için birbirleri ile en uygun anaç, kalem ve aşı
kombinasyonlarının belirlenmesine özen gösterilmelidir. Çeşitlerle ilgili anaç önerileri
yapılırken bu özelliklerin dikkate alınması bağcılıkta başarı açısından yararlı olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Aşı, affinite, anaç, üzüm çeşidi
ABSTRACT
This research has been performed, in order to evaluate four different affinity
coefficient formulas, with the purpose to determine the achievement ratios related to the
omega grafting applied onto the 41 B rootstock of the 8 table type grape varieties, which are
economically important for the Isparta around. When the affinity values of each variety had
been evaluated according to the different formulas, for each one of these formulas, only the
grape variety of Sultani has been remained within the first group of the statistical importance,
with the values of 12.03, 9.13, 0.18 and 118.22. Other varieties have been remained in the
same or different group of the statistical importance, according to their different affinity
coefficients. It has been determined that the evaluating only according to the formulation is
not sufficient solely to lead to an exact result, by the determination of a good affinity. We
must pay special attention to determine the most suitable combinations of the rootstock, graft
for the each vineyard regions in our country. While making rootstock proposals regarding to
the varieties, paying special attention to these features will be beneficial for the success in
the viticulture.
1
Yük.Zir.Müh., T.C. Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı Eğirdir Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü, Isparta
[email protected]
2
Dr., Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, Bornova, İzmir. [email protected]
3
Prof.Dr., Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, Bornova, İzmir. ahmet.altındı[email protected]
75
Keywords: Grafting, afinity, rootstock, grape variety
1.
GİRİŞ
Bağcılık için en elverişli iklim kuşağı üzerinde yer alan ülkemiz; çok zengin bir
asma gen potansiyeline sahiptir [1]. Dünyada üzüm çeşit ve tip sayısı yaklaşık 14.000 olarak
kabul edilmekte, bunların önemli bir kısmı da Anadolu’da bulunmaktadır. Ülkemizde kültür
asması (Vitis vinifera L.) nın yetiştiriciliği M.Ö. 6000-5000 yıllarından beri yapılmaktadır.
Tarihin her devrinde birçok medeniyete beşiklik yapan Anadolu’da bağcılık, halkın
beslenmesinde ve toplumsal yaşamında önemli bir yer almıştır [2].
2008 yılı verilerine göre Türkiye deki bağ alanı 483.259 ha’dır. Ülkemiz dünya
ülkeleri bağ alanı sıralamasında, İspanya, Fransa ve İtalya’nın ardından 4. sırada yer
almaktadır [3]. Türkiye 3.650.000 tonluk üzüm üretimi ile ülkeler sıralamasında İtalya,
Fransa, ABD, İspanya ve Çin’in ardından 6. sırada yer almaktadır [4]. Bağcılık için optimum
iklim koşullarına sahip olan Türkiye, dünyada özellikle sofralık ve kurutmalık üzüm
yetiştiriciliğinde çok önemli bir paya sahiptir. Bu üstün potansiyelimize rağmen
topraklarımızın büyük bir bölümünün filoksera zararlısı ile bulaşık olması nedeniyle
bağcılığın ülkemizde modern bağcılık tekniklerine göre yapılması gerekmektedir. Bu
nedenle modern bağcılık tekniklerinin temel şartlarından birisi olan aşılı asma fidanı üretimi
en temel aşamalardan birisidir.
Kültür asmasının köklerinde beslenen filoksera (Viteus vitifolii) zararlısı
Amerikanın keşfinden sonra, 1863 yılında, Fransa’dan başlayarak bütün Avrupa ve Türkiye
bağlarına yayılmıştır. Toprağın ilaçlanması, bağların bir müddet su altında tutulması ve
karantina tedbirleri gibi önlemler filokseranın yok ettiği bağları yeniden yetiştirebilmek için
denenmiş; bu konuda olumlu sonuçlar alınamamıştır. 1869 yılında Fransız bağcısı Laliman;
bazı amerikan asma anaçlarının filokseraya dayanıklı olduklarını görmüş, kültür çeşitlerini
bu asmalar üzerine aşılamış ve başarılı sonuçlar almıştır. Bu şekilde amerikan asma anaçları
üzerine aşılı olarak gerçekleştirilen yetiştiriciliğe “yeni bağcılık” adı verilmektedir. Yeni
bağcılıkta mutlaka aşı kullanma zorunluluğu vardır [5].
Aşılı asma fidanı elde etmek amacıyla bağda yerinde veya masa başında (omega
aşı) aşılamalar yapılmaktadır. Ülkemizde halen bağda yerinde aşılamalar sıkça
kullanılmaktadır. Bağda aşılama yönteminde toprağa dikilen köklü amerikan asma
çeliklerine yarma veya kakma aşı tekniği, genellikle dikimden sonraki bir veya iki yıllık
zaman sonunda uygulanmaktadır [6, 5, 7]. Bağ şartlarında yapılan bu aşılardaki başarının aşı
tipine göre değişebileceği yapılan araştırmalarla ortaya konulmuştur. Çoban aşıda başarı %
60–70 arasında değişirken [8] yarma ve kakma aşıda % 31 ile % 83’e kadar çıkabilmektedir
[9, 8, 10, 11, 12].
Omega aşı, masa başında aşı makinası ile aşılı asma fidan üretimi için
gerçekleştirilen çok sayıda ve seri olarak fidan üretimi amacıyla yapılan bir aşılama
tekniğidir. Aşılı asma fidanı üretiminde, aşı yerinde sağlıklı bir kaynaşma sağlamak amacıyla
aşılı çelikler yaklaşık 3 hafta süre ile kontrollü ortamlarda tutulurlar. Sandıklardan çıkarılan
fidanlarda, kalemden ve gövdeden çıkan kökler temizlenir. Dipteki kökler kısaltılır.
Sürgünler 5-6 cm olacak şekilde kısaltılır ve parafine batırılır. Kökler toprak funguslarına
karşı ilaçlanır. Tüp olarak 10-15 cm çapında ve 30 cm derinliğinde siyah plastik torbalar
kullanılarak fidanlar önce daha küçük torbalara (500 ml) alınıp, 10-15 hafta sonra daha
büyük torbalara şaşırtılır. Serada 1-1.5 ay kadar kalan tüplü fidanlar bağlara dikilebilecek
konuma gelirler. Seradan çıkarılacak fidanlar 1 hafta kadar alıştırmada bırakılarak daha sonra
76
bağa dikilecekleri yerlere getirilirler. Tüplü fidanların özellikle dikim yapıldıkları yaz
aylarında çok iyi sulanması gerekmektedir.
Birbirine aşılanan anaç ile kalem arasındaki dokuların morfolojik, anatomik ve
fizyolojik yönden bütünleşip tek bir bitki gibi yaşaması affinite (uyuşma) olarak tanımlanır.
Anaç ile kalemin birbiriyle uyuşma ve kaynaşma yeteneği; asma anaçlarıyla üzüm çeşitleri
arasındaki iyi bir uyuşma ile aşılı asmaların; büyüme ve gelişmesini, verimliliğini, hastalık,
zararlı ve soğuklara dayanıklı olmasını, değişik iklim ve toprak koşullarına uyma
(adaptasyon) yeteneklerini olumlu yönde etkiler. Omega aşı ile aşılanmış asma fidanı
üretiminde aşılamadan sonra ortaya çıkan anaç-kalem ilişkileri, fidanlarda gelişmeyi ve fidan
randımanını önemli oranda etkilemektedir. Anaçla kalem arasındaki iyi bir uyuşma iyi bir
kaynaşma ile gerçekleşir. Buna dayanarak uyuşma şöyle tanımlanmıştır. Anaçla kalemin iyi
bir şekilde kaynaşması, her ikisinin aynı kalınlıkta büyümesi, aşılı asmanın her yıl düzenli
olarak verim vermesi ve bu verimliliğini ekonomik ömrü boyunca devam ettirmesidir. Fidan
tam kaynaşmamış, yeni yara dokusu kesitlerin tüm yüzeylerini kaplamayacak bir şekilde
oluşmuş ise, omca kuvvetli gelişemez, ömrü kısa olur, verim ve kalite düşük olur. Aşılama
bitkinin beslenme şeklini değiştirebilir. Beslenme değişikliğine karşı oldukça duyarlı bir
anaç, kalemin özelliklerini de etkilemiş olur. Randıman ve fidan kalitesini arttırmak için,
anaç ve kalem arasındaki kallus bağlantısının çok iyi kurulması, kaynaşmanın sağlam ve
sağlıklı olması gerekmektedir [13].
Anaç ile kalem arasındaki fizyolojik ilgi çok önemlidir. Aşıda kaynaşma anatomik
bir bütünleşmedir. Fizyolojik ilgi anaç ile kalem arasında kalınlık farkı, aşı yerinde bir
şişkinlik varsa, bu şişkinlik fotosentez sonucu oluşmuş besin maddelerinin toprak altı
kısımlarına inmesini engeller. Böylece iyi beslenememekten dolayı yeni kökler oluşamaz ve
topraktan besin alımı gün geçtikçe azalır. Sonuçta sürgün gelişimi zayıflar ve omca ölür.
Fizyolojik ilgi fazla ise, asma kuvvetli büyür ve kaliteli mahsul verir. Affinite durumunun
zayıflığı, omcanın ömrünün kısa olmasına ve kalitesiz mahsul vermesine neden olur.
Filokseranın yaptığı zararın anaç kullanılarak önlenebileceğinin öğrenilmesinden
sonra değişik ekolojiler ve toprak tiplerinde, farklı üzüm çeşitleri ile anaçların adaptasyon ve
affinite çalışmaları yapılmasının gerekliliği ortaya çıkmıştır. Asmanın yetiştirilmesinde
toprak ve çevre koşullarının yanı sıra seçilen anacın da önemli bir rolü vardır. Özellikle son
yıllarda tüplü asma fidanı ile bağ kurmanın yaygınlaşması nedeniyle, farklı iklim ve toprak
özelliklerine sahip olan ülkemizin değişik bölgelerinde ülke bağcılığımızın geleceğini
güvence altına almak için, toprak yapısına uygun amerikan asma anaçlarının yetiştirilecek
üzüm çeşitleri ile uyumlarının belirlenmesi gerekmektedir.
Bu çalışma, Tarım ve Köyişleri Bakanlığına bağlı, Eğirdir Bahçe Kültürleri
Araştırma Enstitüsü’nde gerçekleştirilmiştir. 41B amerikan asma anacı üzerine 8 farklı üzüm
çeşidinin omega aşılama tekniğiyle elde edilmiş aşılı tüplü fidanlarıyla tesis edilen bağ
alanında, fidanlara ait affinite katsayılarının tespiti yapılmıştır.
2.
MATERYAL VE YÖNTEM
Çalışma, deniz seviyesinden 925 metre yükseklikte yer alan, Tarım ve Köyişleri
Bakanlığına bağlı, Eğirdir Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü’nde gerçekleştirilmiştir.
2005 yılında, 41B anacı üzerine 8 farklı üzüm çeşidinin omega aşı ile aşılanması sonucu,
tüplü asma fidanları elde edilmiştir. Tüplü aşılı asma fidanlarının üretimi Manisa Bağcılık ve
Araştırma Enstitüsünde gerçekleştirilmiştir. Tüplü fidanlar bağ yerine 3 m x 2 m sıra arası ve
üzeri mesafede dikilmiştir (Şekil 1). Asmalara dikim yılını takiben ilk terbiye şekillerini
77
vermek için uygun budama ve terbiye şekli oluşturulmuş ve damla sulama sistemi
kurulmuştur.
Türkiye asmanın anavatanı olması ve bağ yetiştiriciliği için çok elverişli iklim ve
toprak özelliklerine sahip olması nedeniyle çok sayıda üzüm çeşidine sahiptir. Yurdumuzda
1000’in üzerinde üzüm çeşidi veya tipi olmasına rağmen bunlardan ancak 50 kadarı
ekonomik olarak yetiştirilmektedir. Bu çalışmada ticari değeri fazla olan Alphonse Lavallée,
Atasarısı, Barış, Razakı, Red Globe, Italia, Sultani Çekirdeksiz ve Trakya İlkeren sofralık
üzüm çeşitleri kullanılmıştır.
Şekil 1. Uygulama Bağı (2005 Yılı)
Denemede yer alan 41B anacı (Chasselas x V. berlandieri 41B Millardet et de
Grasset), vegetasyon süresi kısa (erkenci) bir anaçtır ve bu özelliği ile üzerine aşılandığı
çeşidi de etkiler. Üzümlerin erken olgunlaşmasını sağlar ve %40 aktif kirece dayanıklıdır.
Filokseraya dayanıklılık konusunda anaçlar üzerinde yapılan test çalışmalarında 41B
anacının çok dayanıklı anaçlar grubunda yer aldığı belirtilmektedir. 41B anacının kalın, etli
ve kuvvetli kökleri vardır. Gövdesi çabuk kalınlaşmakta ve aşıya çabuk gelmektedir. Bu
özellikleriyle fidancıların yoğun olarak tercih ettikleri bir anaçtır. Derin veya yüzlek olan, alt
tabakası köklerin gelişmesine uygun bulunan kireçli topraklarda çok iyi sonuç verdiği için bu
araştırma çalışmasında kullanılan 41B Amerikan asma anacının aşıya gelmesi ve affinitesi
iyidir [14, 15, 16].
Araştırmada, omega aşı yöntemiyle 41B anacı ile Alphonse Lavallée, Atasarısı,
Barış, Razakı, Red Globe, Italia, Sultani Çekirdeksiz ve Trakya İlkeren üzüm çeşitlerinin
aşılanması sonucu elde edilen tüplü fidanlarla kurulan bağ alanında dikimden sonraki
vegetasyon dönemi olan 2008 yılında anaç, kalem ve aşı yerinin kalınlıklarının
78
ölçülmesinden hareketle 4 farklı formül kullanılarak matematiksel olarak elde edilen
sonuçlar değerlendirilmiştir. Asmalarda gerçekleştirilen ölçümlerde; anaç ile kalem
arasındaki affinite katsayısı hesabında Perraudine, Branas, Lavee, Spiegel-Royse ve
Onaran'a ait formüllerden faydalanılmıştır [14, 17, 18, 19].
Anaç ile Kalem Arasındaki Uyuşma (Affinite) Katsayısının Belirlenmesinde
kullanılan Perraudine formülü [14];
Uyuşma Katsayısı (UK) = [(C / A) + (C + A) / 2B] + 10 = 12 (İdeal Uyuşma katsayısı)
A = Aşı noktasının 10 cm üzerinde ölçülen kalemin çapı (cm)
B = Aşı noktasının çapı (cm)
C = Aşı noktasının 10 cm altında ölçülen anacın çapı (cm)
UK =12 veya buna çok yakın ise ideal bir uyuşmayı ifade eder.
UK > 12 ise kaleme göre anaç daha kalın
UK < 12 ise anaca göre kalem daha kalın demektir.
Branas formülü [14,17];
UK = [(C / A) x (C + A ) / 2B] x 10 = 10 (İdeal Uyuşma katsayısı)
UK = 10 veya buna çok yakın ise ideal bir uyuşmayı ifade eder (Farklı kalınlaşma yok
demektir).
UK > 10 ise kaleme göre anaç daha kalın
UK < 10 ise anaca göre kalem daha kalın demektir.
Lavee ve Spiegel-Royse formülü [18];
UK = (C / A) - 1= 0 şeklinde almayı önermiştir.
UK bu formüle göre 0’dan uzaklaştıkça kötü bir affiniteden bahsedilir.
Onaran formülü [19];
UK = (C x 100) / A = % şeklinde almayı önermiştir.
UK bu formüle göre 100 değerine yaklaştıkça iyi bir affiniteden bahsedilir.
Deneme tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü, her tekerrürde 7 asma
olarak düzenlenmiştir Denemeden elde edilen veriler SPSS (SPS Inc., USA) istatistik paket
programı kullanılarak varyans analizine tabi tutulmuş, her bir çeşit için ayrı ayrı ortalamalar
arasındaki farklılıklar LSD testiyle belirlenmiştir.
3.
BULGULAR VE TARTIŞMA
Eğirdir Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsünde bağın tesis edildiği alanın 2004 yılı
toprak örneklerinin analiz sonuçları Çizelge 2’de verilmiştir. Toprak analizinin sonucuna
göre bağın tesisinde 41B anacı kullanılmıştır.
79
Çizelge 2. Eğirdir Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü Toprak Laboratuarı verilerine göre
deneme alanının toprak analiz sonuçları
Analiz Sonuçları
Analiz Adı
Fiziksel Analizler
Kimyasal Analizler
Kum (%)
Silt (%)
Kil (%)
Tekstür
Tuzluluk
PH (1:2,5)
Kireç (%)
Saturasyon (%)
Organik Madde (Smith
Weldon) (%)
N (Kjeldahl) (ppm)
P (Olsen-ICP) (ppm)
K(A.Asetat-ICP) (ppm)
Ca (A.Asetat-ICP) (ppm)
Mg (A.Asetat-ICP) (ppm)
Na (A.Asetat-ICP) (ppm)
Fe (DTPA-ICP) (ppm)
Cu (DTPA-ICP) (ppm)
Mn (DTPA-ICP) (ppm)
Zn (DTPA-ICP) (ppm)
Sonucu
40
40
20
Tın
263
7,78
9,8
49
2,8
Değerlendirme
....
....
....
....
Az Tuzlu
Hafif Alkali
Yüksek
Orta Bünyeli
Orta
1617
4,52
221,1
4679
492
13,48
13,84
4,23
6,25
1,04
Yüksek
Düşük
Yüksek
Çok Yüksek
Orta
Düşük
....
....
....
....
Bağcılık için uygun bir iklime sahip olan Isparta, Akdeniz Bölgesi ile Orta Anadolu
Bölgesi iklimleri arasında bir geçiş özelliği gösterir. Yılın üçte birinde sıcaklık 0 0C altında
seyreder. Isparta'da mahalli basınç ortalaması 898.0 milibar, ortalama rüzgar hızı saniyede
1.9 metredir. Rüzgar hızının 10.8 ile 17.1 m/sn arasında olduğu, kuvvetli rüzgarlı gün sayısı
ortalama 33 gün, fırtınalı günler ortalaması ise yılda 6 gündür. Isparta da yıllık ortalama nem
%62'dir. Kar yağışı azdır. Senelik yağış 445-620 mm arasında değişir. Genelde sıcaklık – 17
0
C ile + 37 0C arasındadır. Bağın tesis edildiği 2005 yılına ait aylık max., min ve ortalama
sıcaklık (0C) ve toprak sıcaklığı (5 cm, 10 cm, 20 cm, 50 cm ve 100 cm) değerleri tüplü asma
fidanlarının gelişimini kötü yönde etkileyecek hiçbir olumsuz koşul meydana getirmemiştir.
2005 yılına ait meteorolojik veriler Çizelge 3’de görülmektedir.
80
Çizelge 3. 2005 yılı Eğirdir İlçesi Aylık Meteorolojik Veriler (0C)
Kaynak. Eğirdir İlçesi Meteoroloji İstasyonu Kayıtları
Aşılamadaki uyuşma anaç ve kalem birleştikten sonra sahip oldukları
komponentlerin anatomik ve fizyolojik olarak yeterli olmasına bağlıdır. Anaç ile kalem
arasında kalınlık farkı asmayı zayıflatarak, başta silkme olmak üzere birçok fizyolojik
arazların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Aşılı fidan üretiminde kalem ile anacın
birleşim noktasındaki kallus gelişimi hakkında fikir veren en önemli kriter aşı noktasının
çapıdır. Aşı yerinde iyi bir kaynaşma olabilmesi için her iki parçanın kambium dokusundan
yeterli kallus dokusunu oluşturabilecek ortam şartlarının hazırlanması gerekmektedir. 41B
anacı üzerine omega aşı ile elde edilmiş olan tüplü fidanlarda anacın sofralık üzüm çeşitleri
üzerindeki etkisini ortaya koymak için anaç, kalem ve aşı noktasının ölçülmesinden elde
edilen değerler, çeşitler arasındaki değerlendirmeler Çizelge 4’de görülmektedir.
81
Çizelge 4. 41B Amerikan Asma Anacı Üzerine Aşılı 8 Farklı Üzüm Çeşidinin Anaç, Kalem
ve Aşı Kaynaşma Noktası Kalınlık Değerleri
*
Değerlere ait istatistiki gruplandırmalar her bir sütün için ayrı ayrı irdelenmiştir.
Araştırmada 41B anacı üzerine 8 farklı sofralık üzüm çeşidinin omega aşı yöntemi
ile elde edilmiş olan tüplü fidanlarında affinite katsayısı değerleri 4 farklı formül ile
hesaplanmıştır. Her yöntem ve her çeşit için istatistiksel bakımdan önemli gruplar meydana
geldiği belirlenmiştir (Çizelge 5). Tüm formülasyonlarda Sultani Çekirdeksiz üzüm çeşidi en
iyi istatistiki grupta yer alırken diğer çeşitler için grupların değiştiği görülmektedir.
Perraudine, Branas ve Onaran affinite katsayı formüllerine göre, elde edilen değerler
12, 10 ve 100 değerlerine yaklaştıkça iyi bir affiniteden; Lavee ve Spiegel-Royse’a göre
0’dan uzaklaştıkça kötü bir affiniteden söz edilir.
Perraudine affinite katsayısına göre üzüm çeşitlerinin anaç ile ilişkisi
değerlendirildiğinde Sultani Çekirdeksiz (12.03 a), Barış (12.01 ab) ve Atasarısı (11.94 bcd)
üzüm çeşitleri ilk istatistiki grupta yer alırken, Alphonse Lavallée (11.87 bcd), Trakya
İlkeren (11.85 cd) ve Italia (11.81 cd) üzüm çeşitleri ikinci, Razakı (11.78 d) ve Red Globe
(11.74 d) üzüm çeşitleri üçüncü istatistiki grupta yer almıştır (Çizelge 5).
Branas affinite katsayısına göre Sultani Çekirdeksiz (9.13 a) üzüm çeşidi ile birinci,
sırasıyla Barış (8.79 ab), Atasarısı (8.40 abc), Trakya İlkeren (8.22 abc), Alphonse Lavallée
(7.99 abc), Red Globe (7.63 bc) ikinci, Razakı (7.42 c) ve Italia (7.26 c) üçüncü önemli
istatistiki grupta yer almaktadır (Çizelge 5).
82
Çizelge 5. 41B Amerikan Asma Anacı Üzerine Aşılı 8 Farklı Üzüm Çeşidinin Affinite
(Uyuşma) Katsayısı Değerleri
*
Değerlerine ait istatistiki gruplandırmalar her bir sütün için ayrı ayrı irdelenmiştir.
17 üzüm çeşidi ve 11 farklı anaç ile gerçekleştirilen bir araştırma çalışmasında 41B
anacının Alphonse Lavallée ve Razakı üzüm çeşitleri ile affinite yönünden en iyi istatistiki
grupta yer aldığını belirtilmektedir [15]. Bornova koşullarında 7 farklı asma anacı üzerine
Yuvarlak Çekirdeksiz üzüm çeşidini aşılayarak gerçekleştirilen araştırma çalışması
sonucunda, 41B anacının Yuvarlak çekirdeksiz üzüm çeşidi ile %92.70, Razakı üzüm
çeşidiyle ise % 93.75 oranında başarı elde edilmiş olduğu bildirilmektedir [14,20]. Seçilen
asmalara ait değerler Onaran affinite katsayısı formülüne göre iki istatistiki önemli grup
oluşturmuştur. Barış (123.45 a), Sultani (118.22 a), Atasarısı (119.60 a), Alphonse Lavallée
(113.50 ab), Razakı ( 109.13 ab), Italia (106.56 ab) ve Trakya İlkeren (105.09 ab) istatistiki
önemde birinci grubu oluştururken, Red Globe ( 95.54 b) ikinci grupta yer almaktadır
(Çizelge 5). Lavee ve Spiegel-Royse formülasyonlarına göre, denemede yer alan asmaların
affinite değerleri incelendiğinde sırasıyla Barış (0.24 a), Sultani Çekirdeksiz (0.18 a),
Atasarısı (0.20 a), Alphonse Lavallée (0.13 ab), Razakı (0.09 abc), Trakya İlkeren (0.05 abc),
Italia (-0.08 c) ve Red Globe (-0.04 c) üzüm çeşitlerinin üç farklı istatistiki grup oluşturduğu
görülmektedir (Çizelge 5).
83
4.
SONUÇ
Ülkemizin yıllık asma fidanı ihtiyacı yaklaşık 8–10 milyon adet olarak
belirlenmiştir. Ancak aşılı bir bağın ekonomik ömrünün ortalama 40 yıl olduğu kabul
edildiğinde, (483.259/40) 3 x 2 m. dikim aralıklarıyla yaklaşık her yıl 12.000 ha bağın
yenilenmesi gerekmektedir [21,22]. Aşılı asma fidanı üretimimiz ise, bu yöndeki talebin
ancak %20-25’ini karşılayacak düzeydedir [23, 24, 25, 26]. Anaç kullanımı söz konusu
olduğunda fidan üretiminde aşılama gibi ekstra bir işlem devreye girer. Aşılı-köklü asma
fidanı yetiştiriciliğinde aşılamadan sonra ortaya çıkan anaç-kalem ilişkileri fidanlarda
gelişmesi ve fidan randımanını etkileyen faktörlerdendir.
Ülkemiz bağcılığının mutlaka göz önünde bulundurması gereken filoksera zararını
gidermek için pek çok kültürel yöntem denenmiş ancak hiç biri anaç kullanımı kadar etkili
olmamıştır. Bu durumun zorunlu kıldığı aşılı asma fidanı üretiminde kullanılan aşı
yöntemlerinden en iyi sonuç vereni ve yaygın kullanılanı masa başı omega aşısıdır.
Ülkemizde anaçların farklı üzüm çeşitleri ile bağcılık yapılan her bölgede, tüplü aşılı asma
fidanlarının affinite katsayısı değerlerinin belirlenmesi ile ilgili araştırma çalışmalarına
öncelik verilmesi gerekmektedir.
Dört farklı uyuşma katsayıları genel olarak değerlendirildiğinde Perraudine, Branas,
Lavee ve Spiegel-Royse’ e göre dört istatistiki grup, Onaran ’a göre üç istatistiki grup
oluştuğu görülmüştür. Çeşitlerin affinite değerleri 4 farklı formülasyonda da sadece Sultani
üzüm çeşidi için aynı istatistiki grupta yer almıştır. Diğer çeşitler ise farklı affinite
katsayılarında benzer yada farklı istatistiki önemdeki gruplarda yer almışlardır. Perraudine
Affinite (Uyuşma) Katsayısına göre d grubunda yer alan Red-Globe üzüm çeşidi, Branas’a
göre bc, Lavee ve Spiegel-Royse’ göre bc ve Onaran’a göre b istatistiki grubunda yer
almıştır (Çizelge 5). Sadece formülasyona göre iyi bir affinitenin saptanmasında tek başına
doğru sonuca götürmediği bu araştırma sonucundan da anlaşılmaktadır. Kullanılan uyuşma
katsayı hesaplamalarının hangisinin daha sağlıklı olduğu ölçüm dönemlerinde aşı yerinden
alınacak kesitlerin iletim demetlerinin incelenmesi durumunun karşılaştırılarak incelenmesi
sonucunda alınacak olan sonuçlar ışığında değerlendirilmelidir. Araştırma çalışması aşı
uyuşmazlığının pratikteki önemi yönünden planlanmadığından genç asmalar ile yapılan
değerlendirmeler sadece formülasyonların karşılaştırılması için yeterli görülmüştür.
Tüplü aşılı asma fidanıyla tesis edilen bağlarda aşı uyuşma katsayılarıyla ilgili daha
önceden yapılmış bir çalışmanın olmaması; bu çalışma verilerinin ön bilgi oluşturması
açısından önemlidir.
Aşı uyuşması ile ilgili olarak gerçekleştirilen araştırma çalışmalarının pratikteki
önemi yönünden, aşılamanın ilk yılında uyuşmazlığa bağlı olmayan faktörlerden dolayı aşı
yerindeki gelişmede anaç ve kalemin gelişme düzeylerinde farklılıklar meydana getirebilir.
Sağlıklı sonuçlara varmak için asmalarda her yıl gözlemler yapılmalıdır. Gerekli incelemeler
ve analizlerden sonra bağ yerine uygun anacın ve çeşidin seçilmiş olması bizi daha ileriki
yıllarda ortaya çıkacak birçok sorunla uğraşmaktan kurtarır ve başarıya götürür. Her bölgeye
uygun anaç ve çeşit tespiti için aşı tutma oranlarının tespit edilmesi ve affinite katsayılarının
incelenmesi; çeşitlerle ilgili anaç önerileri yapılırken bu özelliklerin dikkate alınması
bağcılıkta başarıya ulaşma açısından yararlı olacaktır.
84
5.
KAYNAKLAR
1. Kısmalı, İ., “Bağ Yetiştirme Tekniği I ve II”. Ders Notları. (1980)
2. Doğer, E., “Antik Çağda Bağ ve Şarap”. İletişim Yayınları: 25. 190 s. (2004)
3. Türkiye İstatistik Kurumu. http://www.tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul (2009)
4. Anonymus., “FAO Tarım İstatistikleri”, Faostat. (www.fao.org) (2009)
5. Winkler, A. J., J. A. Cook, W. M. Kliewer, L. A. Lider., “General Viticulture”. University
of California Press.. Berkeley and Los Angeles. 633p. (1974)
6. Oraman, M. N., “Yeni Bağcılık”. A.Ü. Ziraat Fak. Yay. No:253. s.347. (1965)
7. Weaver, J. R., “Grape Growing”. A Wiley-Interscience Publication. John Wiley and Sons
Inc.. New York. 371p. (1976)
8. Jensen, F., “High Level Grafting of Grapevines”. Amer. J. Enol. Vitic.. 22: 35-39. (1971)
9. Çelik, H., B. Marasalı, G. Söylemezoğlu, N. Göktürk, A. Ergül, H. Patlak., “Bağda
Uygulanan Farklı Aşılama Yöntemlerinin Aşıda Başarı Üzerine Etkileri”. Türkiye II. Ulusal
Bahçe Bitkileri Kongresi. Adana. Cilt II. s. 480-484. (1995a)
10. Bautista, D., El İnjerto En La Vid Bajo., “Condiciones Tropicales: Predimiento Y
Mortalidad”. Agronomia Tropical. 35(1/3): 69-75. (1985)
11. Çelik, H., F. Odabas., “Değişik Üzüm Çesitlerinin Bagda Kober 5BB Anacına
Aşılanması Üzerinde Bir Araştırma”. Ondokuz Mayıs Üniv. Ziraat Fak. Derg.. 9(3): 71-77.
(1994)
12. Alley, C. J., “Research Note: Grapevine Propagation VII. The Wedge Graft-A Modified
Notch Graft”. Amer. J. Enol. Vitic.. 26(2): 105- 108. (1975)
13. Cangi, R., F. Balta, A., “Doğan, Aşılı Asma Fidanı Üretiminde Kullanılan Katlama
Ortamlarının Fidan Randıman ve Kalitesi Üzerine Etkilerinin Anatomik ve Histolojik Olarak
İncelenmesi”. Türk J. Agric. For 24 393-398. (2000)
14. İlter, E., “Bazı Amerikan Asma Anaçlarının Yuvarlak Çekirdeksiz Çeşidinde Üzüm ve
Çubuk Verimlerine Etkisi Üzerinde Araştırmalar”. E. Ü. Ziraat Fak. Meyve-Bağ Yetiştirme
ve Islahı Kürsüsü. Ege Üniv. Ziraat Fak. Yayınları No: 416. (1980)
15. Barış, C., “17 Muhtelif Üzüm Çeşidinin 11 Farklı Anaç Üzerinde Verim. Gelişme. Kalite
ve Affinitelerinin Tespiti Denemesi. Bağcılık Araştırmaları Ülkesel Projesi Sonuç
Raporları”. Cilt 2 (1):91-124. Bağcılık Araş. Enst. Md. Tekirdağ. (1983)
16. Çelik, S., “Bağcılık (Ampeloloji) Cilt 1”. Trakya Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi
Bahçe Bitkileri Bölümü. 414 s. (1998)
17. Branas, J., “Viticulture”, Montperiller (1974)
85
18. Altındişli, A., Kara, S. ve İlter, E., “Berlandieri x Rupstris 99R Anacı Üzerine Aşılanmış
Bazı Üzüm Çeşitlerinin Afinite ve Adaptasyonu üzerinde Bir Araştırma”. Ege Üniversitesi
Ziraat Fakültesi Dergisi Cilt 2 Sayı:1 123-129. (1995)
19. Kara, S., “Bazı Şaraplık Üzüm Çeşitlerinin Afinite Katsayıları Üzerinde Bir Araştırma”.
Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi Cilt 2 Sayı:1 159-165. (1995)
20. İlhan, İ., N. Yılmaz., “İlk Turfanda Bazı Üzüm Çeşitlerinin Altı Amerikan Asma Anacı
ile Affinite ve Adaptasyonu”. Tarım ve Orm. Bak. Bağcılık Araştırmaları Ülkesel Proje
Sonuç Raporları. Cilt 1 (1): 23-30. (1982)
21. İlter, E., Kısmalı, İ., Atilla, A. ve Uzun, İ., “Asma Fidanı Sorunu ve Çözümü İçin
Öneriler. Türkiye II.” Bağcılık ve Şarapçılık Sempozyumu, Manisa Bağcılık Araştırma
Enstitüsü Müdürlüğü, (1984)
22. Çelik, H., Gökçay, E., Barış, C. ve Marasalı, B., “Türkiye Bağcılığının Sorunları ve
Çözüm Önerileri”. Türkiye Ziraat Mühendisliği 3. Teknik Kongresi 8-12 Ocak 1990,
Ankara, 432-450. (1990)
23. Çelik, H., Barış, C., Gökçay, E., Kara, Z., Özışık, S., Ecevit, F., Söylemezoğlu, G.,
Turan, A. ve Gürsöz, S., “Bağcılıkta Tüketim Projeksiyonları ve Üretim Hedefleri”. Türkiye
Ziraat Mühendisliği 3. Teknik Kongresi, 9-13 Ocak 1995, Ankara, 675-696. (1995b)
24. Çelik, H., Çelik, M., Kadıoğlu, R., Çelik, S., Kocamaz, E., Yalçın, R. ve Özkaya, M.T.,
“Türkiye’de Meyve ve Asma Fidanı Kullanım ve Üretimi”. Türkiye Ziraat Mühendisliği 3.
Teknik Kongresi, 9-13 Ocak 1995, Ankara, 941-964. (1995c)
25. Çelik, H., Marasalı, B., Söylemezoğlu, G., Tangolar, S. ve Gündüz, M., “Bağcılıkta
Üretim Hedefleri”. T.Z.Y.M.O. V. Teknik Kongresi, 17 Ocak 2000, Ankara, 2: 645-678.
(2000)
26. Anonim., “Fidan Üretim ve Dağıtım Talimatı (2000-2001)”. Tarım ve Köyişleri
Bakanlığı Tarımsal Üretim ve Geliştirme Genel Müdürlüğü, Ankara, 306s. (2001)
86

geleneksel ve hızlı sinterleme yöntemleri

Transkript

Benzer belgeler

RonaCare® Ectoin: Cildinizi koruyan, devrimsel cilt bakım bileşeni

alaşeh r yöres nde bağ şletmeler nn yapısal özell kler ve bazı

θ - Soma Meslek Yüksekokulu

Özgeçmiş Dosyası İndir - Akademik Veri Yönetim Sistemi

cinsiyet ayrımcılığı olarak üstün erillik

Kopernik

Affordable and Adaptable Public Buildings through

Doç. Dr. Eyyup Yaraş - İşletme Bölümü

Kişisel Bilgiler Eğitim