Anti-reflective SiO2, TiO2, SiO2/TiO2 thin film coatings: Synthesis, characterization and application to glasses in automotive industry
Yansıma önleyici SiO2, TiO2, SiO2/TiO2 ince film kaplamaları: Sentezi, karakterizasyonu ve otomotiv endüstrisindeki camlara uygulama çalışmaları
- Tez No: 699276
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞERİFE ŞEREF HELVACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu tez çalışmasında yansıma önleyici, SiO2, TiO2, SiO2/TiO2 ince film kaplamalarının sentezi, karakterizasyonu ve otomotiv endüstrisindeki camlara uygulama çalışmaları yapılmıştır. Yansıma önleyici özelliğin sağlanması amacıyla SiO2 sentezi esnasında iki farklı polimerik şablon kullanılmıştır. Bunlar poliakrilik asitin homopolimeri (h-PAA) ve kopolimerleridir (c-PAA). Kaplamalarda uygulama kolaylığı sağlamak amacıyla SiO2 sol (SS) olarak sentezlenmiş, tetraetil ortosilikat (TEOS) ve pirinç kabuğu külü (RHA) olmak üzere iki farklı kaynaktan sentez çalışmaları yapılmıştır. TEOS kullanılarak gerçekleştirilen sentez çalışmalarında sentez sırasındaki, karıştırma hızı (500 ve 800 rpm), polimerik şablon tipi (h-PAA ve c-PAA), polimerik şablon miktarı (0.4, 0.6 ve 0.8 g) ve TEOS miktarı (2.1, 3.2 ve 4.8 mL) üzerine parametrik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen optimum koşullar ile pirinç kabuğu külünden elde edilen sodyum silikat (Na2SiO3) ile de 4.8 mL TEOS içerisindeki eşdeğer Si miktarında Na2SiO3 ile polimerik şablon tipi (h-PAA ve c-PAA) ve polimerik şablon miktarı (0.4, 0.6 ve 0.8 g) deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca elde edilen SSler kullanılarak daldırma hızı (100mm/min ve 150 mm/min) ve kaplama sayısı (1 katman ve 2 katman) gibi parametreler ince film kaplamalar kapsamında incelenmiştir. TEOS kullanılarak sentezlenen optimum koşuldaki SS ile yansıma önleme performansını artırmak için SiO2/TiO2 sol sentezi gerçekleştirilmiştir. SS ince film kaplamalarında elde edilen optimum kaplama koşulları ile SiO2/TiO2 sol kaplaması yapılmıştır. İstenilen düzeyde yansıma önleyici özelliğin SiO2/TiO2 sol kaplamalarında elde edildiği görülmüştür. Tez kapsamında ayrıca viniltrimetoksisilan (VTMO) ile SiO2/TiO2 kompozit solün modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu ön çalışma ile kaplamalara hidrofobik özellik kazandırılarak camların kendi kendini temizleme özelliğine sahip olması ileriki aşamalarda hedeflenmektedir. Ayrıca, 2 bileşenli cam boyası içerisinde modifiye kompozit sol farklı oranlarda kullanılarak, kaplama filminin yansıma önleyici, temas açısı ve film özellikleri tez kapsamında incelenmiştir. Elde edilen filmler, hidrofobik özellikte ve sert yapılar olup, yansıma önleyici özellikleri modifiye kompozit sol eklenmemiş boya filmine göre düşük bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the synthesis and characterization of anti-reflective, SiO2, TiO2, SiO2/TiO2 thin film coatings and their application to glasses in the automotive industry were carried out. Two different polymeric templates were used during the synthesis of SiO2 in order to provide anti-reflective property. These are homopolymer (h-PAA) and copolymers (c-PAA) of polyacrylic acid. In order to provide ease of application in coatings, SiO2 was synthesized as sol (SS), and synthesis studies were carried out from two different sources, tetraethyl orthosilicate (TEOS) and rice husk ash (RHA). In SiO2 synthesis using TEOS as silica source, parametric studies were carried out. The investigated parameters during synthesis were the mixing speed (500 and 800 rpm), type of polymeric templates (h-PAA and c-PAA), amount of polymeric template (0.4 g, 0.6 g and 0.8 g) and amount of TEOS (2.1, 3.1 and 4.8 mL). Using these optimum conditions, sodium silicate (Na2SiO3) obtained from rice husk ash experiments were performed. In the experiments, Na2SiO3 in equivalent Si amount in 4.8 mL TEOS were used. Same type of polymeric templates (h-PAA and c-PAA) and amount of polymeric templates (0.4, 0.6 and 0.8 g) were carried out in the Na2SiO3 experiments. In addition, parameters such as withdrawal speed (100mm/min and 150 mm/min) and number of coating layers (1 layer and 2 layers) were investigated within the scope of thin film coatings by using the obtained SSs. SiO2/TiO2 sol synthesis was carried out to increase the antireflection performance with SS at optimum condition synthesized using TEOS. SiO2/TiO2 sol coating was made with optimum coating conditions obtained in SS thin film coatings. In addition, the modification of SiO2/TiO2 sol with vinyltrimethoxysilane (VTMO) was performed within the scope of the thesis. With this preliminary study, it is aimed to give the coatings a hydrophobic feature and to have the self-cleaning feature of the glasses. In addition, the anti-reflective, contact angle and film properties of the coating film were investigated within the scope of the thesis by using modified composite sol in different ratios in 2-component glass paint. The films obtained are hydrophobic and rigid structures, and their anti-reflective properties were found low with respect to the paint film that not containing modified composite sol.
Benzer Tezler
- ZnO-TiO2-SiO2 ince filmlerin sol-jel ile sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of ZnO-TiO2-SiO2 thin films with sol-gel
ENES FURKAN GÜRSES
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Optik filtre uygulamaları için katmanlı ve katkılı metal oksit filmlerin oluşturulması
Production of layered and doped metal oxide films for optical filter applications
DURŞEN SAYGIN HİNCZEWSKİ
Doktora
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA ZEHRA TEPEHAN
- Camların sol-jel yöntemiyle silika (Si02) kaplanması
Silica (Si02) cooting on glass by sol-gel method
EBRU DEVRİM ŞAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONURALP YÜCEL
- TiN ve TiO2 ince filmlerinin hazırlanması ve optik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of tin and TiO2 thin films and investigation of their optical properties
AYŞE BEGÜM ARIĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ZAFER DURUSOY
- Yer gözlem uydularında yansıtıcı ve yansıma engelleyici optik kaplamalar
Reflective and anti-reflective optical coatings for earth observation satellites
NURCAN YANARCAN DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKİF ESENDEMİR
PROF. DR. AYHAN ELMALI