Manyetik nanoparçacıkların fiziksel özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical properties of magnetic nanoparticles
- Tez No: 197184
- Danışmanlar: PROF.DR. TEZER FIRAT, ÖĞR.GÖR. ŞADAN ÖZCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Manyetik parçacıklar, manyetik anizotropi, mekanik öğütme, demir ve demir oksit nanoparçacıklar, Magnetic particles, magnetic anisotropy, nanoparticles, mechanicalmilling
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Manyetik Nanoparçacıkların Fiziksel Özelliklerinin AraştırılmasıMusa Mutlu CanÖz:Yapılan tez çalışmasında, demirin oksijen ile pasifleşmesi sonucu magnetit (Fe3O4),maghemit (γ-Fe2O3) ve hematit (α-Fe2O3) nanoparçacıklarının sentezlenmesihedeflenmiştir. Yapı sentezleme işlemi, mekanik öğütme tekniği ve bu tekniğeyardımcı olarak fırınlama işlemleri ile yapılmıştır.Mekanik öğütme tekniği için gezegensel bilye-öğütücüsü kullanıldı. Nanoboyuttamalzeme sentezinde, dönme hızı, yük oranı, süre, öğütme ortamı, sıcaklık ve basınçgibi, yöntemin anlaşılmasında önemli olan parametrelerin farklı değerleri kullanılarak,istenilen yapıların oluşumuna ve parçacık büyüklüklerine etkisi araştırılmıştır.X-Işını toz kırınım (XRD) deseninden, sentezlenen malzemenin yapısı ve Sherrerformülünden yararlanılarak, parçacık büyüklüğü belirlendi. XRD'nin yanı sıra,parçacık büyüklüğü belirlemede, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçişlielektron mikroskobu (TEM) kullanıldı. Yapının manyetik davranışı, titreşen örnekmagnetometresi (VSM) ve ferromanyetik rezonans (FMR) deneyleri ile belirlendi.Sıcaklığa bağlı yapısal analiz ise diferansiyel termal analiz ve termogravimetre (DTA-TG) ölçümleri ile yapıldı.6, 12, 24, 48, ve 72 saatlik öğütmeler sonucunda, büyüklüğü 10-20 nm aralığındaolan Fe3O4 ve α-Fe2O3 nanoparçacıklarının sentezlendiği belirlendi. Mekaniköğütmede, sentezlenen malzemenin yapısının ortamın atmosferine ve kullanılanyağlayıcıya, sentezlenen parçacıkların parçacık büyüklüğünün ise yük oranı, öğütmesüresi ve dönme hızına bağlı olduğu saptandı.Yapılan incelemeler sonucunda, hidrojen ortamında Fe3O4 nanoparçacıklarınınsentezlenebildiği ve parçacık büyüklüğünün öğütme süresi 48 saat ve dönme hızı300 dev/dak değerinin üzerine çıkarıldığında, yüzey anisotropisi ve parçacıklar arasıetkileşim nedeni ile arttığı gözlendi. Bunun yanında, hava ortamında yapılan öğütmeişlemi ile Fe3O4 sentezlenemediği anlaşıldı.Yapılan manyetik incelemeler sonucunda sentezlenen yapının içindeki tek domain(SD), çoklu domain (MD) ve süperparamanyetik (SPM) parçacıkların bulunmasınabağlı olarak sergilediği manyetik davranışın değiştiği, sentezlenen parçacıkların odasıcaklığında VSM ve 120-300 K sıcaklığı aralığında FMR ölçümleri ile belirlenmiştir.Yapı nanoboyuta indikçe termal etkileşimin Fe3O4`ün manyetik yapısına etkisininarttığı gözlenmiştir.Sentezlenen Fe3O4`ün sıcaklığa bağlı yapısal analizi ile, 200-250 oC aralığında γ-Fe2O3 ve 350-600 oC aralığında α-Fe2O3 yapısına dönüştüğü belirlendi.
Özet (Çeviri)
Investigation Of Physical Properties Of Magnetic NanoparticlesMusa Mutlu CanAbstract:In this thesis study, the formation of nanosized magnetite (Fe3O4), maghemite (γ-Fe2O3) and hematite (α-Fe2O3) particles was targeted by synthesizing them using themethod of passivation of iron with oxygen. The sythesization process was carried outusing mechanical milling technique. Annealing of the resultant sample was alsoperformed as a help of the mechanical milling technique to obtain samples.Mechanical milling was done with plenatary ball mill. By using the different values ofthe nanosize synthesizing process parameters, such as rotation speed, charge ratio,duration, milling atmospher and pressure, the effects on the structural developmentand size of the particles were observed.X-ray diffraction (XRD), the structure of the resultant samples and Sherrer formulaare used to determine the size of the particles. Besides XRD, size of the particleswere determined by using tranmission electron microscopy (TEM) and scanningelectron microscope (SEM). Magnetic behaviour of the samples were determined byvibrating sample magnetometer (VSM) and magnetic resonance experiments.Thermal analysis was done by differential thermal analysis and thermogravimeter(DTA-TG).After 6, 12, 24, 48 and 72 hours of milling, Fe3O4 and α-Fe2O3 nanoparticles withsizes ranging between 10 nm and 20 nm were syntesized. During mechanical milling,it was found out that exhibited that the structure of prepared samples have relationwith the atmospher and lubricant inside the vial and besides of this, the size ofparticles were arranged with the charge ratio, milling time and rotation speed.The observed results show that Fe3O4 nanoparticles can be obtained under thehydrogen atmosphere and the particles become bigger by the enhancement ofsurface anisotropy and interparticle interaction with the milling time of over 48 hoursand rotation speed of more than 300 rpm. On the other hand, it was observed that itis impossible to synthesize Fe3O4 under air atmosphere.Magnetic results which were determined by VSM (at the room temperature) and byferromagnetic resonance (FMR) measurements (between 120-300 K) show that themagnetic behaviour of prepared particles were exhibited different propertiesaccording to the amount of single domain (SD), multidomain (MD) andsuperparamagnetic (SPM) particles. It is also found out that by decreasing nanosize,thermal fluctuation has been dominating at the magnetic behaviour of Fe3O4nanoparticles.Structural analysis of prepared Fe3O4 according to the temperature has beenexhibited that Fe3O4 particles were transformed to γ-Fe2O3 and to α-Fe2O3 betweenthe temperature of 200-250 oC and of 350-600 oC, respectively.
Benzer Tezler
- Magnetic property investigations of CoCr(x)Fe(2-x)O(4)nanoparticles
CoCr(x)Fe(2-x)O(4) nanoparçacıkların manyetik özelliklerinin araştırılması
MOUSA OLEIWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiFatih ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL KÖSEOĞLU
DR. RESUL YILGIN
- Ni1-xBx/NiOy çekirdek/kabuk manyetik nano-parçacıkların (MNP) fiziksel özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical properties of Ni1-xBx/NiOy core/shell magnetic nano-particles (MNPs)
İDRİS ADANUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET EKİCİBİL
- Synthesis of poly (Methyl methacrylate) reinforced by multi-walled carbon nanotubes and magnetite nanofillers
Mwcnt ve magnetit nanodolgular ile güçlendirilmiş poli (Metil metakrilat) sentezi
ECEM ERMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Zn2+ katkılı, spıonlar ve demir oksit spinel ferrit sistemlerinin biyomedikal görüntüleme için optimizasyonu
Optimization of Zn2+ doped , spions and iron oxide spinel ferrite systems for biomedical imaging
TUĞBA BETÜL SÜMER CEBECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURCAN DOĞAN BİNGÖLBALİ
- Investigation of CO2 adsorption performance of spinel oxide & metal-organic structures
Spınel oksıt & metal-organık yapıların CO2 adsorpsıyon performansının araştırılması
DİLARA KÜÇÜKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN