Düz cam yüzeylerine sprey piroliz yöntemi ile C03-x-yCrxFeyO4 güneş kontrol kaplamalarının kaplanması ve karakterizasyonu
Characterization of spray pyrolysed C03-x-yCrxFeyO4 solar control coatings on float glass
- Tez No: 143000
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN, PROF. DR. FATMA TEPEHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Günümüzde, otomobillerde ve binalarda kullanım alam bulan cam; yağmur, rüzgar, ses ve benzeri dış ortam koşullarından korumak için vazgeçilmez bir üründür. Öteyandan, güneşten gelen ışınların yarattığı ısı sebebiyle daha fonksiyonlu ürünler tercih edilmektedir. Modern mimari uygulamalarda, gökdelenlerin dış cepheleri ve özel konutlarda, geniş alanlı camlar kullanılmaktadır. Modern otomobil endüstrisindeki eğilimler de, aynı şekilde, daha aerodinamik ve daha fazla alanda cam ürünlerin kullanıldığı otomobillere doğrudur. Pencereden geçen ısı bina veya otomobil içinde soğurulur. Ardından soğurulan ısı, sera etkisinden dolayı, bina veya otomobil içinin rahatsız edici seviyelere kadar ısınmasına yol açar. Bu olumsuz etki güneş kontrol nitelikli cam ürünleri ile istenilen seviyelerde önlenebilmektedir. Düz cam yüzeylerine ince film olarak biriktirilen C03O4 malzemesinin güneş kontrol özellikleri göstermesi son elli yılın ilgi çekici konularından biri olmuştur. Bugüne kadar yapılan araştırmalarda; geçiş metalleri başlıca olmlak üzere yapılan ilaveler ile C03O4 malzemesinin ortam koşullarındaki kimyasal ve mekanik dayanımlarının artırılmasına çalışılmıştır. Bu iyileştirme çalışmaları ile beraber cam üzerinde oluşturulan ince filmin, yapısal karakterizasyonu ve optik davranışları açıklığa kavuşturulmaya çalışılmıştır. Bu malzeme ile ilgili çalışanlar, çeşitli teknikler ile yaptıkları analizler sonucunda filmin yapısı hakkında kesin yargılara varamamışlardır. Bu tez çalışmasında; düz cam yüzeylerine sprey piroliz yöntemi ile güneş kontrol özelliği olan kobalt oksit kaplamalar yapılmıştır. Kimyasal ve mekanik özelliklerini geliştirici olarak değişen oranlarda krom ve demir ilaveleri yapılmıştır. Oluşturulan film tabakasının karakterizasyonuna yönelik olarak, ince film x-ışınlan difraksiyonu ve yansıması, spektrofotometre, EDS yöntemlerinden yararlanılmıştır. İlavelerin kimyasal ve mekanik dayanımları hangi yönde etkilediklerinin ortaya çıkarılması için gerekli testler yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda; elde edilen kristal kafes yüzey merkezli kübik spinel yapı olduğu gözlemlenmiştir. Krom ve demir ilaveleri ayrı ve beraber uygulandığında, kristal kafesi değiştirmedikleri fakat iyonik yan çaplarının kobalt iyonuna göre daha büyük olmasından dolayı kristal kafesin genişlediği ve atomik-% 56 demir ilavesinde kafes parametresinin maximum %3,4 lük bir artış ile 8,35 A' a kadar yükseldiği görülmüştür.Yapının kristallenme davranışları incelendiğinde ise artan ilavelerin kristaliniteyi olumsuz yönde etkiledikler saptanmıştır. Bu azalmaya örnek olarak; C03O4' de 46 nm ortalama tane boyutu bulunmuşken, atomik-%73 krom içeren kobalt oksit yapısında ortalama tane boyutunun 15 nm' ye kadar inmiş olması örnek olarak gösterilebilir. Ortama tane boyutlarının küçülmesi ile beraber filmlerin x-ışınlan yansımalarının daha belirgin ve gürültüsüz olmaya başladığı gözlemlenmiştir. Dolayısı ile yüzey pürüzlülük değerleri tane boyutunun küçülmesi ile azalma eğilimi göstermiştir. İlave edilen krom oranlarının artışı ile %-geçirgenlik değerlerinin arttığı ve C03O4 yapışma has olan absorpsiyon bantlarının sönümlendiği gözlemlenmiştir. İlave edilen demir oranlarının artışı ile filmin aşınmaya dayanımı artmıştır ve HF pratik testi sonuçlarına göre taban malzemeye daha iyi tutunduğu gözlemlenmiştir. İlave edilen krom oranları ile filmin asite dayanımı ve HCF e dayamının arttığı gözlenmiştir. Optimize edilmiş üçlü kaplama kompozisyonunda yukarıda sayılan iyileştirmeler, beraber gözlemlenmiştir ve C03O4' ün güneş kontrol özellikleri korunmuştur.
Özet (Çeviri)
Glass is an indispensable material in our life which is mainly used to protect us from severe environments, such as wind, rain, noise. It is commonly used for windows in both buildings and automobiles. However, glass does not protect effectively inside of a buildings from solar heat gains. In modern architecture large glass planes, such as glass facades in commercial buildings and large glazing in residential homes for lighting and openness are used. In automobiles, the design trend for modern automobiles has been that of an aerodynamic streamline with a larger and more inclined area of glass. The heat which penetrates through windows is absorbed by the interior of buildings and automobiles. The interior is heated to an unacceptable extent. C03O4, because of its solar control properties, is widely applied on glass substrates. It has been researched and manufactured for over fifty years. Transition metals such as chromium, iron, nickel, tin have been introduced into this spinel-structured film to improve the chemical and mechanical resistance of the coating. Structural and optical characterizations of these coatings have been under investigations since then. However, the relation between the structure and properties of these coatings are not fully understood yet. In this study; cobalt oxide coatings which have solar control properties were spray pyrolysed onto float glass samples. Chromium and iron were used as additives to improve the chemical and mechanical durability. For the characterization of the deposited films; GI-XRD, XRR, UV/VIS/NIR spectrophotometer and EDS techniques were utilized. The effects of the additives on the chemical and mechanical durability were investigated using standardized test procedures. Face centered cubic spinel structured cobalt oxide behaved like a solid solution when chromium and iron was introduced. Chromium and iron ions substituted cobalt ions. The lattice was enlarged due to the higher ionic radius of chromium and iron. In case 56 atomic-% iron introduction the maximum lattice parameter was 8,35 A with a 3,4% of increase of cobalt oxide spinel. As the ratio of the additives increased, the grain sizes of the films decreased. The mean crystallite size of C03O4 was 46 nm. However, it decreased to 15 nm by the addition of 73 atomic-% chromium. By the decrease of crystallite size decreased, it was observed that the x- ray reflection intensities became sharper. However, in the XRR reflectance curves a dampening isobserved by the increase of grain size. This can be attributed to the increase of surface roughness. As the ratio of the chromium concentration in the film increased, intensity of characteristic absorption bands of the C03O4 film was dampled. As the ratio of the iron concentration increased, the mechanical and HF durability increased which can be attributed to the improved adhesion of the coating to the glass substrate. As the ratio of the chromium concentration increased, the durability in a SO2 saturated atmosphere and HC1 increased. With the optimized introduction of chromium and iron into C03O4 structure a coating can be obtained without any deterioration of solar control properties.
Benzer Tezler
- Hibrit perovskit güneş gözelerinin ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hybrid perovskite solar cells by ultrasonic spray pyrolysis method
SALİH AKYÜREKLİ
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KALELİ
- Farklı restoratif materyallerin mine ve dentine makaslama dayanımları üzerine air-abraziv tekniği etkisi
The effect of air-abrasive technique on the shear bond strength of different restorative materials on enamel and dentin
ARZU MÜJDECİ
Doktora
Türkçe
2002
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiDiş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. OSMAN GÖKAY
- Sol-jel yöntemi ile Zn katkılı SiO2 kaplamanın yüzey özelliklerinin incelenmesi
Investigation of surface properties of Zn doped SiO2 coating by sol-gel process
İKBAL YAREN POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA EVCİN
- Köpük kurutma metoduyla kayısı tozu üretim olanaklarının araştırılması
Investigation of apricot powder production possibilities with foam-mat drying method
YÜKSEL SARITEPE
Doktora
Türkçe
2023
Gıda Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN DURMAZ
- Organik yarıiletken tabanlı fotovoltaik aygıtlar için şekilli ince film altlıkların kullanımı ve etkilerinin incelenmesi
The effect of the usage of sculptured thin film substrates for organic semiconductor based photovoltaic devices
DİLEK DEMİROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEYHAN TATAR