Investigation of Hydrophobicity and Hydrophilicity of Molybdenum Used in Defense and Aerospace Industry

Abstract

Molybdenum is an important material used mainly in the defense and aerospace industries, as well as in industries such as healthcare, electronics and nuclear. In this study, wetting behavior of molybdenum which has an important place in defense industry and aerospace industry has been investigated. Commercial purity molybdenum was used as the sample. In order to interpret on the hydrophobicity and hydrophilicity of molybdenum samples, pure water was dropped on the samples. Snapshots were taken from the samples with the help of digital microscope and then contact angles were measured. Contact angle measurements were performed using an image processing-based software prepared on the MATLAB platform. The contact angle (for uniform samples, very close surface roughness values and the same measurement medium values) was measured as θ = 61 ° ± 6.

Keywords

• molybdenum,contact angle,hydrophobicity,hydrophilicity,image processing

Savunma ve Havacılık Sanayinde Kullanılan Molibdenin Hidrofobisitesinin ve Hidrofilisitesinin İncelenmesi

Abstract

Molibden savunma, uzay ve havacılık sanayi başta olmak üzere sağlık, elektronik ve nükleer gibi sektörlerde kullanılan önemli bir malzemedir. Bu çalışmada savunma sanayi ve havacılık sanayinde önemli bir yer tutan molibdenin ıslanma karakteristiği incelenmiştir. Numune olarak ticari saflıkta molibden kullanılmıştır. Molibden numunelerinin hidrofobisite ve hidrofilisiteleri hakkında yorum yapabilmek için numuneler üzerine saf su damlatılmıştır. Dijital mikroskop yardımıyla numunelerden anlık görüntü alınmıştır ve daha sonra temas açıları (contact angle) ölçülmüştür. Temas açısı ölçümleri, MATLAB platformunda hazırlanan görüntü işleme temelli bir yazılım aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Temas açısı (birörnek numuneler, çok yakın yüzey pürüzlülüğü değerleri ve aynı ölçüm ortam değerleri için) θ=61°±6 ölçülmüştür.

Keywords

• molibden,temas açısı,hidrofobisite,hidrofilisite,görüntü işleme

References

1. Gökçe, H., Çiftçi, İ., Demir, H. Cutting parameter optimization in shoulder milling of commercially pure molybdenum. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 40(7), 360, 2018.
2. Gökçe, H., “Molibden ve alaşımlarının işlenebilirliğinin incelenmesi”, Doktora Tezi Karabük Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İmalat Mühendisliği Anabilim Dalı, 2018.
3. Çiftçi, İ., Gökçe, H. Molibden alaşımlarının işlenmesinde kesici takım ve kesme parametrelerinin Taguchi Metodu ile optimizasyonu. Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University, 34(1), 201-203, 2019.
4. Pavel, C. C., Tzimas, E., “Raw materials in the European defence industry”, European Commission, DG Joint Research Centre, Petten, Netherlands, 2016.
5. Paradis, P. F., Ishikawa, T., Yoda, S., ”Noncontact measurements of thermophysical properties of molybdenum at high temperatures”, International Journal of Thermophysics, 23(2), 555-569, 2002.
6. Evcin, A., Ersoy, B., Uygunoğlu, T., Güneş, İ., “Farklı mineral katkıların epoksi zemin kaplama malzemesinin ıslanmazlığına ve yüzey enerjisine etkisi”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33(2), 581-590, 2018.
7. Ersoy, A., Kuntman, A., “Polimerik yalıtkanlarda yüzey özelliklerinin temas açısı ile incelenmesi”, Elektrik–Elektronik–Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu (ELECO2008), 107-111, 2008.
8. Syakur, A., Berahim, H., Rochmadi, T., “Hydrophobic Contact Angle and Surface Degradation of Epoxy Resin Compound with Silicon Rubber and Silica”, Electrical and Electronic Eng., 2, 5, 284-291, 2012.

9. Asano, H., Shiraishi, Y., “Development of paper-based microfluidic analytical device for iron assay using photomask printed with 3D printer for fabrication of hydrophilic and hydrophobic zones on paper by photolithography”, Anal. Chim. Acta, 883, 55–60, 2015.
10. Xu, Z., “An inclined plane based dynamic contact angle algorithm and its validity in application of hydrophobicity measurement for insulating materials”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 20(5), 1832-1835, 2013.
11. Karhan, M., Çakır, M. F., Issı F., Eyüpoğlu, V., “Polimerik Yalıtkanların Elektrik Alan Altında Hidrofobisitesinin İncelenmesi, TR82 Ar-Ge ve Yenilik Proje Pazarı-2019 , 2019.
12. Kartal, F. E., “Nanokompozit Süperhidrofobik Yüzey Sentezi ve Karakterizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği, Ankara, 2009.
13. Young, T. III. An essay on the cohesion of fluids. Philosophical transactions of the royal society of London, (95), 65-87, 1805.
14. Ghoniem, N. M., “Assesment of high-temperature refractory metals”, UCLA – Apex meeting, 1-76 , 1998.
15. Kozbial, A., Gong, X., Liu, H., Li, L., “Understanding the intrinsic water wettability of molybdenum disulfide (MoS2)”, Langmuir, 31(30), 8429-8435, 2015.
16. Allogho, G. G., Ashrit, P. V., “Wettability and photochromic behaviour of Molybdenum oxide thin films”,Thin Solid Films, 520(6), 2326-2330, 2012.
17. Hula, R. C., Edtmaier, C., Holzweber, M., Hutter, H., Eisenmenger-Sittner, C., “The wetting behaviour of silver on carbon, pure and carburized nickel, cobalt and molybdenum substrates”, Applied Surface Science, 256(14), 4697-4701, 2010.
18. Lin, C. T., Lee, H. T., Chen, J. K., “Synthesis and characterization of molybdenum/phenolic resin composites binding with aluminum nitride particles for diamond cutters”, Applied Surface Science, 284, 297-307, 2013.