Production of boron nitride
Bor nitrür üretimi
- Tez No: 177308
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İSMAİL ATILGAN, PROF. DR. H. ÖNDER ÖZBELGE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bor nitrür genellikle iki kristal yapıda bulunur; grafite çok benzer altıgen (h-BN) yapıda tabakalar halinde veya kübik yapıda (k-BN) elmasa çok yakın özelliklerde. h-BN lamelli yapısı sayesinde doğal bir yağlama özelliğine sahiptir. Genelde türbin şaftlarının döner eleman yatakları gibi hareketli mekanizmaların kayar parçalarında kullanılır. k-BN bilinen malzemeler içinde elmastan sonra en sert olduğundan malzeme endüstrisinde sert metal kaplamalar yapmada (elmastan daha üstün özelliklerde, metal işlemede) kullanılmaktadır. Olası mikroelektronik uygulamalarına (p-n türü katkılanabildiğinden mavi-mor bölgede algılayıcı (dedektör) veya yayınlayıcı (LED) olarak kullanılabilir) ek olarak yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması ve yüksek yasak enerji aralığı olması elmasa olan diğer üstünlükleridir.Son yıllarda yapılan araştırmalar k-BN'nin plazma ortamında Fiziksel Buhar Biriktirme (FBB) veya Kimyasal Buhar Biriktirme (KBB) yöntemleri ile üretilebileceğini göstermiştir. Ancak bu çalışmalar biriktirilen maddenin özelliklerine (k-BN içeriği ve mekanik gerilim) ve birikme hızına etki eden üretim parametrelerinin (kullanılan bor ve azot kaynakları, kullanılan gaz kompozisyonu, kaplanan yüzeyi oluşturan madde(taban), RF veya MW gücü, bias voltaj, taban sıcaklığı) nasıl etki ettiğini sistematik bir yaklaşımla incelememiştir.Elde, çevre birimleriyle birlikte, kurulu bulunan hem FBB, hem de KBB düzenekleriyle (yapılabilir bazı değişiklikler ve eklerle), yukarıda sözü edilen sistematik çalışma olanaklar çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Başka bir deyişle hem RF hem de MW kullanan KBB ve magnetron çığlama kullanan KBB teknikleriyle büyütülen filmler, eldeki ölçüm/test düzenekleriyle çözümlenmiştir. Ancak bu yaklaşımla yeterli deneysel veri toplanarak istenen mekanik ve optoelektronik özelliklerde BN üretiminin optimum şartları elde edileceğine inanilmaktadır.h-BN filmler, iki sistemde de başarıyla biriktirilmiştir. MW gücünün kullanılması k-BN yapıda film biriktirilmesine yol açsa da filmlerdeki kübik yapı yoğunluğu düşüktür. Düşük basınçlarda biriktirme yapmak sonucunda filmlerdeki hidrojen kirliliği yok edilmiştir. Yüksek taban sıcaklıklarında yapılan büyütmeler sonucunda ise kimyasal ve mekanik olarak daha kararlı filmler üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
Boron nitride is found mainly in two crystal structures; in hexagonal structure (h-BN) which is very much like graphite and in cubic structure (c-BN) with properties very close to those of diamond. h-BN is a natural lubricant due to its layered structure. It is generally used in sliding parts of the moving elements such as rotating element beds in turbine shafts. Since c-BN is the hardest known material after diamond it is used in making hard metal covers. In addition to its possible microelectronics applications (can be used to make p-n junction), its resistance to high temperatures and its high forbidden energy gap are its superiorities over diamond.Recent studies have shown that c-BN can be produced by Physical Vapor Deposition (PVD) and Chemical Vapor Deposition (CVD) in plasma. But these studies have failed to determine how all of the production parameters (boron and nitrogen sources, composition of the gas used, substrate, RF power, bias voltage, substrate temperature) affect the c-BN content, mechanical stress and the deposition rate of the product with a systematic approach.The systematic study was realized in the range of available experimental ability of the present PVD and CVD equipment and accessories. The BN films were produced in the plasma equipment for CVD using RF and MW and magnetron sputtering and were studied with the measurement and testing facilities. It is believed that with this approach it will be possible to collect enough experimental data to optimize production conditions of BN with desired mechanical and optoelectronic properties.h-BN films were successfully deposited in both systems. It was possible to deposit c-BN films with the MW power, however they were weak in cubic content. Deposition at low pressures eliminated the hydrogen contamination of the films. High substrate temperatures led to more chemically and mechanically stable films.
Benzer Tezler
- Productıon of boron nitride
Bir nitrür üretimi
ABDİ AYDOĞDU
Doktora
İngilizce
1993
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ SEVİNÇ
- Production of boron nitride nanotubes and their uses in polymer composites
Bor nitrür nanotüplerin üretilmesi ve polimer kompozitlerde kullanımı
CAN DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. NAİME ASLI SEZGİ
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Production of boron nitride using chemical vapor deposition method
Kimyasal buhar biriktirme methodu kullanarak bor nitrür üretimi
ÖZGE MERCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ ÖNDER ÖZBELGE
DOÇ. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Production of boron nitride nanotubes from the reaction of NH3 with boron and iron powder mixture
NH3?ün bor ve demir tozu karışımıyla reaksiyonundan bor nitrür nanotüp üretimi
SELİN NOYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Bor nitrür-silisyum karbür kompozitlerin sentezi ve özelliklerinin araştırılması
Synthesis of boron nitride- silicon carbide composites and investigation of its properties
ZUHAL YILMAZ
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN AY