Kinetics of boron fiber production
Bor elyafı üretim kinetiği
- Tez No: 56685
- Danışmanlar: PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kimyasal Buhar Biriktirme, Bor Elyafı, Bor Elyafı Üretim Kinetiği. M, CVD, Boron Fibers, Kinetics of Boron Fibers Production. IV
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 225
Özet
oz BOR ELYAFI ÜRETİM KİNETİ?İ Sezgi, Naime Ash Doktora, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez yöneticisi : Prof. Dr. Timur Doğu Ortak Tez Yöneticisi: Prof.Dr. H. Önder Özbelge Kasım 1996, 203 sayfa Bortriklorür ve hidrojenden Kimyasal Buhar Biriktirme yöntemiyle bor elyafi üretim kinetiğini incelemek için iki yüze çarpan-jet reaktör tasarlanmış ve yapılmıştır. Çarpan-jet, paralel akım ve boru çeşidi reaktörlerde farklı sıcaklıklarda ve farklı reaktant kompozisyonlarında deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, reaksiyon sürecinin iki ayrı bağımsız reaksiyonla tanımlanabileceğini göstermiştir, bunlar boron biriktirme ve dikloroboran (BHC12) oluşma reaksiyonlarıdır. Reaktör çıkış gazlarının FT-IR spektrum analizi, borun kimyasal buhar biriktirmesinde dikloroboran oluşumunu kanıtlamıştır. 750 °C ile 1340 °C sıcaklık aralığında yapılan reaksiyonçalışmaları bor seçiciliğinin sıcaklıkla arttğını ve 1300 °C de 0,73 'e ulaştığını göstermiştir. Yapılan deneylerde dikloroboran'ın hem gaz fazında hem de sıcak substrat yüzeyinde oluştuğu anlaşılmıştır. Boron biriktirme reaksiyonunun 760 °C 'nin üzerinde, dikloroboran oluşum reaksiyonunun 300 °C de oluşması ve çarpan-jet reaktörde çıkış sıcaklığının 50 °C 'yi aşmaması sıcak substrat çevresinde ince bir termal sınır bölgesi olduğunu göstermiştir. Bu reaktörde dikloroboran yüzey reaksiyonuyla ya da yüzeye yakın dar bir bölgede oluşmaktadır. Çarpan-jet, paralel akım ve boru reaktörde yapılan deneyler karşılaştınldığmda bor ve dikloroboran oluşum reaksiyonlanmn çarpan-jet reaktörde alıkonuş süresinin kısa olması nedeni ile denge şartlarından uzak olduğu, paralel akım ve tüp çeşidi reaktörde dikloroboran reaksiyonunun dengede olduğu anlaşılmıştır. Reaksiyon mekanizması çalışmaları yüzey reaksiyonundan önce bortriklorür 'ün yüzeye adsorblandığını, bor biriktirme ve dikloroboran oluşum reaksiyonlanmn yüzeyde farklı basamaklarda oluştuğunu göstermiştir. Deneysel veriler ve her iki reaksiyonun birlikte gözönüne alındığı mekanizma sonuçlan karşılaştınldığmda Rideal Eley türü mekanizmamn bor biriktirme reaksiyonu için, Langmuir Hinshelwood türü mekanizmanm dikloroboran oluşum reaksiyonu için geçerli olduğu görülmüştür. Paralel akım ve çarpan-jet reaktörde elde edilen sonuçlar karşılaştınldığmda paralel akımda diffuzyon etkisinin önemli olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT KINETICS OF BORON FIBER PRODUCTION Sezgi, Naime Aslı Ph.D., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Timur Doğu Co-Supervisor: Prof.Dr. H. Önder Özbelge November 1996, 203 pages A dual impinging jet reactor was designed and constructed for the investigation of kinetics of Chemical Vapor Deposition of boron from boron trichloride and hydrogen. Experiments were conducted in impinging jet, parallel flow and tubular flow reactors at different temperatures and also at different reactant compositions. The experimental results showed that two independent reactions should be considered for the description of this process, namely deposition of boron and formation of dichloroborane. FT-IR spectra of the reactor effluent stream proved the formation of dichloroborane during chemical vapor deposition of boron. IllReaction studies conducted in the temperature range of 750 °C to 1340 °C showed that the selectivity of boron deposition increased with temperature, reaching to 0.73 at 1300 °C. The experimental results proved that dichloroborane formed both in the gas phase and also on the hot substrate surface. Boron formation reaction started above 760 °C while dichloroborane formation reactions occurred above 300 °C. In the impinging jet reactor, reactor outlet temperature is always less than 50 °C. These results indicated a very thin thermal boundary layer around the hot substrate. Dichloroborane formation took place either via a surface reaction or in a very narrow zone near the surface. Comparison of impinging jet, parallel flow and tubular flow reactor results showed that both of the reactions are far from equihbrium in the impinging jet reactor where the contact time of reactants with the surface is extremely small. On the other hand, in the parallel flow and tubular flow reactors dichloroborane formation reaction reached to equilibrium. Reaction mechanism considerations showed that boron trichloride was found to be adsorbed on the surface prior to the surface reactions. Boron deposition and dichloroborane formation reactions were found to take place following different roots on the surface. A Rideal Eley type mechanism which considered the reaction of adsorbed boron trichloride with gaseous hydrogen agreed well with the boron deposition rate data. On the other hand dichloroborane formation followed Langmuir Hinshelwood type rate model between the adsorbed boron trichloride and adsorbed hydrogen. Comparison of impinging jet and parallel flow reactor results proved the significance of diffusion resistance in the parallel flow system.
Benzer Tezler
- Gas phase reaction kinetics of boron fiber production
Bor fiber üretimi gaz faz reaksiyon kinetiği
FATİH FIRAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER ÖZBELGE
DOÇ. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile volfram çekirdekli bor fiber üretiminde sistem tasarımı
System design in tungsten-cored boron fiber production by chemical vapor deposition
SELİM ERTÜRK
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL DUMAN
- Separation of arsenic, boron and lithium from water by using functional resins, fibers and inorganic ion exchanger λ-MnO2
Fonksiyonel reçine, fiber ve anorganik iyon değiştirici λ-MnO2 ile sulardan arsenik, bor ve lityum ayrılması
GÜLŞAH ÖZKULA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
KimyaEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜŞERREF ARDA
PROF. DR. NALAN KABAY
- Hava boşluklu / vakum membran distilasyonu prosesleri kullanılarak jeotermal sulardan bor giderimi
Boron removal from geothermal water by using air gap / vacuum membrane distillation processes
ELİFNUR GEZMİŞ YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
- Düşük karbonlu yüksek dayanımlı çeliklerin özelliklerinin üretim parametreleri ile ilişkisi
Relationship between properties of low carbon high strength steels and production parameters
SERKAN OKTAY
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KELAMİ ŞEŞEN