KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji / 2026 / Cilt: 14 Sayı: 3

Gaz Atomize Ticari Bakır Toz Üretimi, Karakterizasyonu ve Gelişmiş Görüntü İşleme Tekniğiyle Analizi

Production, Characterization and Analysis of Gas Atomized Commercial Copper Powder Using Advanced Image Processing Techniques

Hasan Serdar(NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-3253-7390
Musa Vural(NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-8977-4659
Hakan Gökmeşe(Konya Necmettin Erbakan Üniversitesi-Konya)0000-0003-0053-8444
Sayfa
1670–1681
Yayın Tarihi
2026-09-30
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca parçacık morfolojisi için görüntü analiz teknikleri kullanılarak sonuçlar parçacık boyutu dağılım verileriyle karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bakır tozları yüksek fiziko-kimyasal özellikleri sayesinde sinter bronz fren balata üretimi, demir tozu ile karıştırılarak sinter parça üretimi, termal iletken uygulamaları gibi birçok teknolojik alanda kullanılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Düşey gaz atomizasyon ünitesi ile yapılan bakır tozu üretimi çalışmasında, eriyik sıvı metal sıcaklığı akışkan vizkozitesi için 1350°C ve atomizasyon basıncı olarak azot gazı ile 35 bar basınç altında toz üretimi gerçekleştirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca parçacık morfolojisi için görüntü analiz teknikleri kullanılarak sonuçlar parçacık boyutu dağılım verileriyle karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Atomizasyon · Toz · Nozul

Özet

Bakır tozları yüksek fiziko-kimyasal özellikleri sayesinde sinter bronz fren balata üretimi, demir tozu ile karıştırılarak sinter parça üretimi, termal iletken uygulamaları gibi birçok teknolojik alanda kullanılmaktadır. Dolayısıyla bakır tozları, geniş bir kullanım alanına sahip önemli bir endüstriyel malzemedir. Sürekli yapılan araştırmalarla, bu tozların kullanım alanı genişlemekte ve endüstriye yeni ve yenilikçi uygulamalar sunmaktadır. Literatürde bakır tozlarının üretimi için çoğunlukla elektroliz yöntemi kullanılırken, bu çalışmada düşey gaz atomizasyon ve yakından eşlemeli süpersonik nozul sistemi kullanılarak, ticari bakır tozlarının üretimi gerçekleştirilmiştir. Düşey gaz atomizasyon ünitesi ile yapılan bakır tozu üretimi çalışmasında, eriyik sıvı metal sıcaklığı akışkan vizkozitesi için 1350°C ve atomizasyon basıncı olarak azot gazı ile 35 bar basınç altında toz üretimi gerçekleştirilmiştir. Bakır tozlarının faz tayinin belirlenmesi amacıyla XRD analizi uygulanmıştır. Üretimi gerçekleştirilen bakır tozlarının parçacık boyut analiz ölçüm işlemi gerçekleştirilmiştir. Ticari bakır tozlarının şekil ve morfolojik açıdan değerlendirilmesi amacıyla, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikro yapı görüntüleri elde edilmiştir. Bakır tozlarının üretimi başarılı ve çoğunluğunun 100 mikron civarı küresel şekil ve morfolojisinde ortaya çıktığı belirlenmiştir. Ayrıca parçacık morfolojisi için görüntü analiz teknikleri kullanılarak sonuçlar parçacık boyutu dağılım verileriyle karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Abstract

Copper powders, due to their superior physicochemical properties, are widely utilized in various technological applications such as the production of sintered bronze brake pads, sintered components through blending with iron powders, and applications requiring thermal conductivity. As such, copper powder is considered a significant industrial material with a broad range of applications. Ongoing research continues to expand its utility and offers innovative applications across diverse industries. While literature primarily reports electrolytic methods for copper powder production, this study presents the fabrication of commercial copper powders using a vertical gas atomization system equipped with a closely coupled supersonic nozzle. In the experimental production conducted via vertical gas atomization, copper melting at 1350°C was atomized under a nitrogen gas pressure of 35 bar, which was determined based on the fluid viscosity of the molten metal. X-ray diffraction (XRD) analysis was employed to determine the phase composition of the produced copper powders. Particle size distribution analysis was also performed. In addition, scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate the particle shape and morphology of the commercial copper powders. Production was deemed successful, with the majority of particles exhibiting near-spherical morphology and sizes predominantly around 100 microns. In addition, image analysis techniques for particle morphology were used, and the results were examined comparatively with particle size distribution data.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Serdar, H., Vural, M., Gökmeşe, H. (2026). Gaz Atomize Ticari Bakır Toz Üretimi, Karakterizasyonu ve Gelişmiş Görüntü İşleme Tekniğiyle Analizi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Cilt: 14 Sayı: 3, 1670–1681. https://doi.org/10.29109/gujsc.1939536

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (33)

  1. Gökmeşe, H., Karadağ, H., & Tanış, N. (2020). Toz Metalurjisi ile Üretilen Şekil Hafızalı NiTi Alaşımlarında Nb Parçacık İlavesinin Mikroyapı ve Sertlik Üzerine Etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(4), 1816-1824.
  2. German, R. M. (2007). Powder Metallurgy and Particulate Material Transactions. Turkish Powder Metallurgy Association Publications.
  3. Gökmeşe, H., Tanış, N. A., & Bostan, B. (2018). Effect of Cu addition on microstructure and mechanical properties of NiTi based shape memory alloy. International Advanced Researches and Engineering Journal, 2(1), 20-26.
  4. German, R. M. (2005). Powder metallurgy and particulate materials processing: the processes, materials, products, properties, and applications.
  5. Amatriain, A., Urionabarrenetxea, E., Avello, A., & Martín, J. M. (2022). Multiphase model to predict particle size distributions in close-coupled gas atomization. International Journal of Multiphase Flow, 154, 104138.
  6. Tang, H. P., Wang, J., & Qian, M. (2015). Porous titanium structures and applications. In Titanium powder metallurgy (pp. 533-554). Butterworth-Heinemann.
  7. Capus JM., (2000). Metal powders: a global survey of production, applications and markets. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier; p. 35–105.
  8. Angelo PC, Subramanian R., (2008). Powder metallurgy: science, technology and applications. New Delhi, India: PHI Learning Pvt. Ltd; p. 19–37.
  9. Yefimov NA, Naboychenko S., (2009). Handbook of non-ferrous metal powders: technologies and applications. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier; p. 1–4.
  10. Akkaş, M., Çetin, T., & Boz, M. (2018). Gaz atomizasyonu yöntemi ile Al12Si tozu üretimi ve karakterizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 9(2), 795-804.
  11. Abdel Hakam, R., & Abdel Aziz Taha, M. (2021). Review on using powder metallurgy method for production of metal-based nanocomposites. Egyptian Journal of Chemistry, 64(12), 7315-7322.
  12. An, J., Xie, G., Xia, W., Wang, H., Ren, B., & Liu, K. (2021). Preparation of fine copper powders by galvanostatic regime of electrolysis of copper scrap in a cylindrical electrochemical cell. Powder Technology, 386, 193-198.
  13. Wismogroho, A. S. (2022). Investigation of effect of various hot gas atomisation and melting pot temperatures on tin alloy powder product. Sains Malaysiana, 51(9), 3027-3041.
  14. Sharma, S., Chandra, N. K., Kumar, A., & Basu, S. (2023). Shock-induced atomisation of a liquid metal droplet. Journal of Fluid Mechanics, 972, A7.
  15. Cui, C., Stern, F., Ellendt, N., Uhlenwinkel, V., Steinbacher, M., Tenkamp, J. & Fechte-Heinen, R. (2023). Gas atomization of duplex stainless steel powder for laser powder bed fusion. Materials, 16(1), 435.
  16. Alvarez, K. L., Baghbaderani, H. A., Martín, J. M., Burgos, N., Ipatov, M., Pavlovic, Z. & Gonzalez, J. (2020). Novel Fe-based amorphous and nanocrystalline powder cores for high-frequency power conversion. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 501, 166457.
  17. Akkaş, M., & Boz, M. (2019). Investigation of the compressibility and sinterabilty of AZ91 powder production and particle production by gas atomisation method. Journal of magnesium and alloys, 7(3), 400-413.
  18. Anderson, I. E., & Terpstra, R. L. (2002). Progress toward gas atomization processing with increased uniformity and control. Materials Science and Engineering: A, 326(1), 101-109.
  19. Zhang, L., Chen, X., Li, D., Chen, C., Qu, X., He, X., & Li, Z. (2015). A comparative investigation on MIM418 superalloy fabricated using gas-and water-atomized powders. Powder Technology, 286, 798-806.
  20. Bałasz, B., Żurawski, Ł., Laskowska, D., Muts, N., & Ivanushko, A. (2024). An Investigation of the Metal Powder Ultrasound Atomisation Process of 316L Stainless Steel. Materials, 17(22), 5642.
  21. Mandal, S., Sadeghianjahromi, A., & Wang, C. C. (2022). Experimental and numerical investigations on molten metal atomization techniques–A critical review. Advanced Powder Technology, 33(11), 103809.
  22. Dopler, M. (2021). Influence of Material Properties on Spheroidisation of Gas Atomization Process. Available at SSRN 3785861.
  23. Lyu, Zhiheng, et al. "Electron microscopy studies of soft nanomaterials." Chemical reviews 123.7 (2023): 4051-4145.
  24. Bresch, Harald, et al. "Counting small particles in electron microscopy images—proposal for rules and their application in practice." Nanomaterials 12.13 (2022): 2238.
  25. Jastrzębska, Ilona, and Adam Piwowarczyk. "Traditional vs. automated computer image analysis—a comparative assessment of use for analysis of digital SEM images of high-temperature Ceramic Material." Materials 16.2 (2023): 812.
  26. Zhang, B., Yang, K., Huang, Z., & Wang, J. (2024). Recent advances in W–Cu composites: a review on the fabrication, application, property, densification, and strengthening mechanism. Advanced Engineering Materials, 26(1), 2301204.
  27. Du, Yun, et al. "Research on threshold segmentation method of two-dimensional Otsu image based on improved sparrow search algorithm." IEEE Access 11 (2023): 70459-70469.
  28. Kusnik, Damian, and Bogdan Smolka. "Robust mean shift filter for mixed Gaussian and impulsive noise reduction in color digital images." Scientific Reports 12.1 (2022): 14951.
  29. Gökmeşe, H. (2021). Production and Characterization of Commercial Aluminum Powders by a New Nozzle Design and Atomization Unit. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), Vol 9, 1259-1263
  30. Wang, X., Yang, H., Yu, X., Hu, C., Hu, J., Li, R., & Zhang, Y. (2022). Functional metal powders: Design, properties, applications, and prospects. Materials Science and Engineering: B, 280, 115708.
  31. Gobber, Federico Simone, et al. "Production and Properties of Recycled Aluminium Alloy Powders via Inert Gas Atomisation." Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy 72.Supplement (2025): S531-S536.
  32. Kumar, Niraj, et al. "Effect of Over-pressure on Size Distribution and Morphology of Copper Powder Produced by Gas-atomization." Particuology (2026): 298–311.
  33. Gobber, Federico Simone, et al. "Effect of inert gas pressure on the properties and carbon footprint of UNS S32760 powders made from waste materials by gas atomization." Journal of Materials Research and Technology 33 (2024): 8814-8828.