Geri Dön

Development of a new infrared spectroscopic method based on multivariate calibration for the determination of aluminum and magnesium oxide thickness on aluminum foil and sheets surfaces

Alüminyum levha ve folyoların yüzeylerinde oluşan alüminyum ve magnezyum oksit kalınlıklarının belirlenmesi için çok değişkenli kalibrasyona dayalı yeni bir kızılötesi spektroskopik metot geliştirilmesi

  1. Tez No: 449127
  2. Yazar: AYTEN EKİN MEŞE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Alüminyum alaşımları doğal bir oksit tabakasını yüzeyinde barındırır. Ancak kimi yüksek sıcaklık ısıl işlemleri veya tavlama işlemleri sonrasında da atmosferik oksijen ve/veya nemi yardımıyla malzeme yüzeyinde daha düzensiz kristalografik yapılarda oksit tabakası meydana gelir. Bir alüminyum alaşımının yüzeyinde oluşan nanometre mertebesindeki oksit kalınlığının ölçümü için uygulanabilecek yöntemler, uzun numune hazırlama işlemleri ve X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) gibi gelişmiş fakat pahalı ve zaman alıcı teknikler gerektirmektedir. Bu çalışmada, kızılötesi ve çok değişkenli kalibrasyon metotları kullanılarak alüminyum üzerindeki Al2O3 ve MgO kalınlıklarının ölçülebilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma kapsamında iki farklı alüminyum levha (3005 ve 3003BZ) örneği seçilmiş olup, Grazing Angle ATR aksesuarlı Fourier dönüşümlü kızılötesi spekstroskopisi ile ölçümleri alınmıştır. Dört farklı süre ve beş farklı tavlama sıcaklığı kullanılarak hazırlanan levha ve folyoların spektrumları alındıktan sonra, referans Al2O3 ve MgO kalınlıkları XPS ile ölçülmüştür. Elde edilen verilere kemometrik çok değişkenli kalibrasyon yaklaşımı uygulanmış ve modelleme çalışmalarında Genetik En Küçük Ters Kareler (GILS) ve Genetik Kısmi En Küçük Kareler (GPLS) metotları kullanılmıştır. Elde edilen modelleme sonuçları, hem Al2O3 hem de MgO kalınlığının belirlenmesinde başarıya ulaşılmış olup, XPS metodundan daha hızlı, basit ve kısa zamanda ölçüm yapma olasılığı sağlamıştır. GILS ve GPLS metotları ile elde edilen modellerin korelasyon katsayılarına bakıldığında, 0-25 nm arasında değişen Al2O3 kalınlığı ve 0-35 nm arasında değişen MgO kalınlıklarında, her iki model için de 0.919'den daha iyi modeller elde edilmiştir. Çalışma sonucunda FTIR-GATR spektroskopisinin oksit kalınlığını belirlemede hızlı ve tahribatsız ölçümler yapabildiği sonucuna ulaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

Surface oxidation is a general problem for certain industrial applications such as coating and painting of the finished rolled products. A detailed understanding for the oxide growth mechanism as well as the development of a simple analytical method to measure this oxide thickness is very important in aluminum rolling industry and this study aims to develop a spectroscopic method to determine the oxide thicknesses on the surface of the aluminum by using multivariate calibration and infrared spectroscopy. Two main series of different aluminum alloys (3005 and 3003BZ) were selected in this study to develop a proposed methodology which is based on the combination of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) with Grazing Angle ATR accessory and chemometrics multivariate calibration techniques. In order to obtain oxide thickness values, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) was used and aluminum oxide (Al2O3) and magnesium oxide (MgO) thicknesses determinations were carried out by two different multivariate calibration models which are Genetic Inverse Least Squares (GILS) and Genetic Partial Least Squares (GPLS). These models were able to predict Al2O3 and MgO thicknesses using FTIR that is faster, easier and cheaper to operate as well as from XPS. The correlation coefficients of XPS reference oxide thickness values versus FTIR-GATR based GILS and GPLS predicted values were better than 0.919 in range of 0 to 25 nanometers for Al2O3 and 0 to 35 nm for MgO. These results suggest that grazing angle FTIR-ATR spectroscopy may offer a simple and nondestructive alternative for quick determination of oxide layer thickness.

Benzer Tezler

  1. Ftir histo-spectroscopic evaluation and chemometric discrimination of colon cancer

    Kolon kanserinin ftır hısto-spectroscopıc değerlendirmesi ve kemometrik ayrıştırımı

    SUSAN NAJAH MAHDI AL-KINANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Biyokimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KIZIL

  2. Development of fast and simple analytical methods for the determination of honey adulteration and forgery based on chemometrics multivariate data analysis by using molecular spectroscopy

    Baldaki sahteciliğin ve tağşişin belirlenmesi için kemometrik veri analizine dayalı basit ve hızlı moleküler spektroskopik metotların geliştirilmesi

    BAŞAK BAŞAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR

  3. Deniz ürünlerinin toplam antioksidan kapasitesinin spektroskopik tayini

    Spectroscopic analysis of total antioxidant capacity of seafood products

    ELENUR İMERT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİRSEN ÖZTÜRK

    DOÇ. DR. DİLEK ÖZYURT

  4. Cıva (II) iyonuna seçici, merkaptopropiyonik asit ile türevlendirilmiş kromenilyum-siyanin tabanlı yeni bir turn-on floresan sensörün geliştirilmesi

    Development of a new – mercury (II) ion selective, chromenyllium-cyanine based turn-on fluorescent sensor derivatived wi̇th mercapto propionic acid

    VUSLAT BASAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL YILMAZ

  5. Production of high performance and innovative materials based on polybenzoxazine

    Polibenzoksazin esaslı yüksek performanslı ve yenilikçi malzemelerin üretilmesi

    SEVİNÇ GÜLYÜZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN