Bakır oksit katkılı ve magnezyum katkılı çinko ferrit temelli̇ nanokompozitlerin yapısal ve di̇elektri̇k özelliklerinin geliştirilmesi
Enhancement of the structural and dielectric properties of copper oxide doped and magnesium doped zinc ferrite based nanocomposites
- Tez No: 1014690
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BANU SÜNGÜ MISIRLIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ferrit nanomalzemeler geçmişten günümüze birçok alanda kullanılan demir oksit temelli manyetik bileşiklerdir. Özellikle spinel ferrit nanoparçacıklar, metal iyonlarının katyon dağılımına bağlı olarak normal, ters ve karışık yapılı olmaları nedeniyle sıkça tercih edilmektedirler. Bunlar arasında normal yapılı çinko ferritler (ZnFe2O4) üstün dielektrik, manyetik ve optik özellikleri nedeniyle en dikkat çeken ferritlerden biridir. Çinko ferritlerin atık su arıtımı, fotokataliz, sensör, organik dönüşümler için katalizör gibi birçok potansiyel uygulama alanı vardır. Ayrıca çeşitli (M+2) metalleri ile katkı yapılarak mevcut özellikleri geliştirilebilmektedir. Katkılı çinko ferritler, çevre dostu ve sürdürülebilir malzemeler olduklarından gelecekte süperkapasitörler gibi önemli enerji depolama sistemlerinde kullanımlarının artacağı öngörülmektedir. Bu tez çalışmasında, çinko ferrit temelli nanokompozitlerin yapısal ve dielektrik özelliklerinin geliştirilmesi hedeflendi. Böylece başta enerji depolama sistemleri olmak üzere birçok dielektrik malzeme uygulamalarında kullanımlarının arttırılması amaçlandı. Çinko ferritlerin sentezinde toksik olmayan hidrotermal sentez yöntemi kullanıldı. Çinko ferritlerin katkılanmasında iki farklı katkı metali, iki farklı katkılama tekniği ile uygulandı. Bakır oksit katkılı çinko ferrit nanokompozitlerin hazırlanmasında, bakır oksit kütlece %5, %10 ve %15 oranında çinko ferrit nanoparçacıklara eklenerek mekanik karıştırma yöntemi kullanıldı. Magnezyum katkılı çinko ferrit nanokompozitler ise, hidrotermal sentez yöntemi ile (MgxZn1−xFe2O4) formülüne göre (x=0;0.4;0.8;1) oranlarında magnezyum katkısı ile üretildi. Bu aşamada, hidrotermal yönteminde sentez parametreleri olan çözelti pH değerinin, tavlama sıcaklığının ve PEG 400 yüzey aktif maddenin etkisi ilk defa birlikte ele alınarak magnezyum katkılı çinko ferrit nanokompozitler sentezlendi. Sentezlenen örneklerin kristal yapılarının ve örgü parametrelerinin analizinde XRD; kimyasal bağ yapısının ve fonksiyonel gruplarının tayininde FTIR; parçacıkların morfolojik dağılımlarının ve şekillerinin görüntülenmesi için FESEM tekniği kullanıldı. Malzemelerin dielektrik özellikleri ise empedans spektroskopi yöntemi ile incelendi. Bu tez çalışması kapsamında elde edilen sonuçlar değerlendirilerek, farklı katkılama yöntemi, artan katkı oranı ve ayrıca hidrotermal yöntem için sentez parametrelerine bağlı olarak dielektrik performans bakımından en verimli çinko ferrit nanokompozit malzemeler belirlendi.
Özet (Çeviri)
Ferrite nanomaterials are iron oxide based magnetic compounds that have been used in many fields from the past to the present. Spinel ferrite nanoparticles, in particular, are frequently preferred because they can have normal, inverse, or mixed structures depending on the cation distribution of their metal ions. Among these, normal-structured zinc ferrites (ZnFe2O4) are one of the most remarkable ferrites due to their superior dielectric, magnetic, and optical properties. Zinc ferrites have numerous potential application areas, including wastewater treatment, photocatalysis, sensors, and as catalysts for organic transformations. Additionally, their properties can be enhanced by doping with various (M2+) metals. Since doped zinc ferrites are environmentally friendly and sustainable materials, their use in important energy storage systems, such as supercapacitors, is expected to increase in the future. In this thesis study, it was aimed to improve the structural and dielectric properties of zinc ferrite based nanocomposites. Thus, an increase in their utilization in various dielectric material applications, particularly in energy storage systems, was intended. A non-toxic hydrothermal synthesis method was chosen for the synthesis of zinc ferrites. Two different dopant metals were used by appliying two different techniques in the doping process of zinc ferrites. In the preparation of copper oxide-doped zinc ferrite nanocomposites, copper oxide was added to zinc ferrite nanoparticles at 5 wt%, 10 wt%, and 15 wt% using a mechanical mixing method. Magnesium-doped zinc ferrite nanocomposites were also produced by the hydrothermal synthesis method with magnesium doping at ratios of (x=0;0.4;0.8;1) according to the formula (MgxZn1−xFe2O4). In this stage, magnesium-doped zinc ferrite nanocomposites were synthesized by simultaneously examining the effects of the hydrothermal synthesis parameters: solution pH, annealing temperature, and PEG 400 surfactant for the first time. XRD was used to analyze the crystal structures and lattice parameters of the synthesized samples; FTIR was used to determine the chemical bond structure and functional groups; and FESEM technique was used to image the morphological distribution and shapes of the particles. The dielectric properties of the materials were investigated using the impedance spectroscopy method. By evaluating the results obtained in this study, the most efficient zinc ferrite nanocomposite materials in terms of dielectric performance were identified based on different doping methods, increasing doping ratios, and synthesis parameters for the hydrothermal method.
Benzer Tezler
- Otlukbeli ve Keşiş Dağları arasındaki sahanın litolojik yapı ve araziden yararlanma ilişkisinin Google Earth Engine ve XRF analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the lithological structure and land use relationship in the area between Otlukbeli and Keşiş Mountains using Google Earth Engine and XRF analysis
ONUR ATABAY
- Bakır oksit nanoparçacık katkılı camların üretilmesi, karakterize edilmesi ve bazı özelliklerinin araştırılması
Synthesis, characterization of copper oxide nanoparticle doped glasses and investigation of some properties of them
HARUN GÜLPAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN ESKALEN
- Mg kattkılı CCTO seramiklerin dielektrik özelliklerinin ve karakterizasyonunun incelenmesi
Mg kattkılı CCTO seramiklerin dielektrik özelliklerinin ve karakterizasyonunun incelenmesi
ÇETİN AKÇİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDEF DİKMEN
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile B4C üretiminde katalizörlerin etkilerinin araştırılması
The investigation of effects of catalysts on the production of B4C via self propagating high temperature synthesis
HASAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- 7075 alüminyum alaşımı üzerinde oluşturulan mikro ark oksidasyon kaplamaların aşınma ve korozyon dayanımına zirkonya partikül takviyesinin etkisi
Effect of zirconia particle addition on wear and corrosion resistance of micro arc oxidation coatings fabricated on 7075 aluminum alloy
NURHAN ERK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU