Geri Dön

Mangan ve bor tabanlı üçlü alaşımların sentezi ve hipertermi uygulamalarının araştırılması

Synthesis of ternary manganese-boron based alloys and investigation of their hyperthermia applications

PDF İndir

  1. Tez No: 456905
  2. Yazar: İBRAHİM YAVUZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 103

Özet

Bu tez kapsamında, manyetik özellikleri sebebiyle manyetik nanoakışkan hipertermi için uygun bir aday olan mangan-bor (MnB) ve geçiş metali (Çinko, Bakır, Gadolinyum ve Demir) katkılı MnB üçlü alaşımları hazırlanmış, yapısal, manyetik ve hipertermi özellikleri incelenmiştir. Hazırlanan örneklerin parçacık büyüklüğüne ve katkılanan geçiş metalinin türüne bağlı olarak Curie sıcaklığı ve özgül emilim oranı (SAR) değişimi belirlenmiştir. Başlangıç alaşımları yığın olarak ark ergitme yöntemiyle elde edilmiştir. Hazırlanan örneklerin yapısal karakterizasyonları x-ışını toz kırınım metresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu-enerji dağılımı x-ışını (SEM-EDX) ile yapılmıştır. Örnekler içerisinde fazlar ve kristal örgü parametreleri MAUD programı kullanılarak Rietveld analiziyle belirlenmiştir. Reitveld analizleri, farklı atomik yüzdelerde katkılanan Cu, Zn, Gd ve Fe iyonlarının kristal örgü parametrelerinde katkıdaki artışa bağlı olarak arttırdığını göstermiştir. Backscatter görüntüleri, Cu ve Gd katkılanan örneklerde farklı fazlara sahip bölgeler olduğunu gösterirken, Zn ve Fe katkılı örneklerde ayrılmış fazlar gözlenmemiştir. Örneklerin manyetik özellikleri ise titreşimli örnek manyetometresi (VSM) ile belirlenmiştir. Oda sıcaklığında ferromanyetik özellik gösteren MnB alaşımının oldukça düşük koersivite değerine karşılık doyum manyetizasyonu 135 emu/g değerinde olduğu gözlenmiştir. Yüksek sıcaklık manyetizasyon ölçümleri Curie sıcaklığının 566 K olduğunu göstermektedir. Farklı atomik yüzdelere sahip Cu, Zn, Gd, Fe geçiş metallerinin katkılanmasıyla yığın örneklerin doyum manyetizasyonları sırasıyla 88, 122, 113 ve 129 emu/g değerlerine kadar azaldığı hesaplanmıştır. Ayrıca Curie sıcaklıklarındaki en düşük değerleri sırasıyla 568, 579, 567, 585 K olarak hesaplandı. Hazırlanan tüm yığın örneklerin koersivite değeri 50 Oe altında kaldığı görülmüştür. Yapısal ve manyetik özelliklerinden dolayı MnB ve MnBFe (at %x; 0, 0.5, 1, 2) örneklerin hipertermi uygulaması için en uygun örnekler olduğu belirlendi ve nanoboyuta indirmek için mekanik öğütme yöntemi kullanıldı. Öğütme süreleri 1, 3, 5 saat olan örneklerin kristalite büyüklükleri sırasıyla yaklaşık 25, 18, 17 nm değerine azaldığı XRD ölçümlerinden Rietveld metoduyla hesaplandı. Öğütülmüş örneklerin parçacık büyüklükleri TEM'de belirlendi. 5 saat öğütülen örneklerin yaklaşık olarak 7 nm değerinde parçacık boyutuna sahip olduğu belirlendi. TEM ve XRD sonuçlarındaki bu fark örneklerin ölçüme hazırlanma biçiminden kaynaklanmaktadır. TEM ölçümü için örnekler bir çözücü içerisinde dağıtılırken; XRD ölçümlerinde doğrudan kullanılırlar. Çözücü içerisinde dağıtılan örneklerde büyük parçacıklar çökerek çözeltiden ayrıldığından ortalama parçacık boyutu düşmektedir. Yapılan M-H ve M-T ölçümleri sonucunda örneklerin parçacık boyutu küçülmesiyle birlikte doyum manyetizasyonunun azaldığı fakat Curie sıcaklığının değişmediği belirlenmiştir. Nanoyapılı örneklerin SAR değerlerinin belirlenmesinde RF fırın içerisinde AA manyetik alan uygulanan örneklerin sıcaklıklarının zamanla değişim değerleri kullanılmıştır. Atomik %1 Fe katkılı ve 1 saat öğütülen örneğin maksimum 34,5 W/g SAR değerine sahip olduğu görülmüştür. Parçacık boyutu yaklaşık 7 nm olan örneklerin (5 saat öğütülen) SAR değerleri kıyaslandığında ise en yüksek atomik %0 Fe katkılı örneğin (MnB) 20,5 W/g değerine sahip olduğu hesaplandı. Yapılan bu çalışmada, MnB tabanlı üçlü alaşımların sentezi, yapısal ve manyetik özellikleri ilerideki çalışmalara ışık tutması amacıyla gerçekleştirildi. Ayrıca nanoakışkan olarak hazırlanan mangan-bor ve mangan-bor tabanlı üçlü alaşımların daha sonra gerçekleştirilecek çalışmalara yol gösterici nitelik taşımaktadır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, manganese-boron (MnB) which is a applicant for magnetic and transition metals (Zinc, Copper, Gadolinium and Iron) doped MnB ternary alloys which are an applicant for magnetic nanofluid hyperthermia, were synthesized and their structural, magnetic and hyperthermia properties were investigated. The Curie temperature and specific absorption rate (SAR) change were determined by changing the particles size and dopant metal. The starting alloys were prepared by arc melting method. X-ray powder diffractometer (XRD) and SEM-EDX were used for the structural characterization of the prepared samples. Phases and the crystal lattice parameters of the samples were obtained from MAUD program by making Reitveld analysis. Reitveld analysis showed that addition of Cu, Zn, Gd and Fe ions at different by atomic ratio were increased the crystal lattice parameters to the increase of the ratio. Backscatter pictures showed that different phase were formed in Cu and Gd doped samples. However for the Zn and Fe doped samples there is no contrast difference because of the phase separation which means mono-phase structure. Vibrating samples magnetometer (VSM) was used to determine the magnetic properties of the samples. Room temperature magnetization measurements showed a hysteresis curve with a saturation magnetization of 135 emu/g and a very low coercivity. The high temperature magnetization measurements showed the curie temperature as 566 K, With the addition of transition metals Cu, Zn, Gd, Fe with different atomic ratios, the saturation magnetizations of the bulk specimens were decreased to 88, 122, 113 and 129 emu/g and the Curie temperatures were measured as 568, 579, 567, 585 K, respectively. Room temperature magnetization measurements also showed that the coercivity always lover than 50 Oe for all doped samples Owing to their structural and magnetic properties, it has been determined that MnB and MnBFe (at %x; 0, 0.5, 1, 2) samples are the most suitable samples for hyperthermia application Bulk samples were milled to reduce the particle size. The crystallite sizes of the samples with milling times of 1, 3, 5 hours were calculated as 25, 18, 17 nm respectively by using Rietveld method from XRD measurements. Transmission electron microscope (TEM) was used to determine the particle sizes of the milled samples. For the 5 hours milled samples particle size calculated approximately 7 nm. The difference between the sizes calculated from XRD and TEM is because of the sample preparation deference for the measurement. For the TEM measurements samples dispersed in a solvent but for the XRD measurements samples were directly used. the bigger particles in the dispersion were collapsed so the mean particle size decreases. From the M-H and M-T measurements, the saturation magnetization decreased by degreasing the particle size but the Curie temperature did not change. To calculate the SAR values of the obtained nanostructured samples, the temperature change of the samples were measured under the AA (alternating current) magnetic field applied by a RF furnace. Sample of atomic 1% Fe doped and milling for 1 hour was showed a maximum SAR value of 34.5 W/g. When the SAR values of samples with a particle size of about 7 nm (5 hours milled) were compared, it was calculated that the highest atomic 0% Fe doped sample (MnB) had a value of 20.5 W/g. In this work, the synthesis, structural and magnetic properties of MnB-based ternary alloys were carried out in order to illuminate future work. Otherwise, In addition, manganese-boron and manganese-boron-based ternary alloys prepared as magnetic nanofluids are the guiding principles for the work to be carried out later.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    430885

    Nanokristal mnb alaşımının sentezlenmesi ve hipertermi uygulamasının araştırılması

    Synthesis of mnb nanocrystal alloy and investigation of hyperthermia application

    ÇAĞKAN PİYAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞADAN ÖZCAN

  2. Tez No

    737951

    Manyas gölü havzası'nın hidrojeoloji incelemesi ve yeraltısuyu hassasiyet haritası

    Hydrogeological assessment and groundwater vulnerability map of lake Manyas basin

    HAZEL ALAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mühendislik Jeolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. REMZİ KARAGÜZEL

  3. Tez No

    523490

    Aydın ilinde çevre sağlığı eylem planı çalışmaları-çevresel risk faktörleri araştırması

    Environmental health acti̇on plan studi̇es in Aydin province – environmental risk factors research

    DERYA KARAGÜLLE

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Halk SağlığıAdnan Menderes Üniversitesi

    Halk Sağlığı Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE DİDEM EVCİ KİRAZ

  4. Tez No

    595774

    Organik ve konvansiyonel tarım yapılan fındık bahçesinin toprak ve yaprak analizleriyle beslenme durumlarının karşılaştırılması

    Comparison of nutritional status of hazelnut grown in organic and conventional agriculture with soil and leaf analysis

    ZAFER BEKTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    ZiraatOrdu Üniversitesi

    Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEYHAN TARAKÇIOĞLU

  5. Tez No

    652789

    Devrekani ilçesi tarım alanlarında toprak özelliklerinin değerlendirilmesi

    Evaluation of soil properties in agricultural areas of devrekani district

    FERHAT ÖZGÖVERCİKLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    ZiraatKastamonu Üniversitesi

    Sürdürülebilir Tarım ve Tabii Bitki Kaynakları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN ŞEVİK

Geri Dön