H-BN nanostructures; synthesis and applications
H-BN nanoyapılar; sentez ve uygulamaları
- Tez No: 720712
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK CEBECİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
Malzeme biliminde bor nitrür (BN) yapılarının araştırılması gelişen teknoloji için büyük bir potansiyel taşımaktadır. BN nano/mikroyapıları, güçlü kimyasal ve termal stabilite ile mükemmel mekanik, termal, termomekanik ve elektronik özellikler sağlayan sp2 ve sp3 hibridizasyonuna sahip sıralı B ve N atomlarından oluşur. Son zamanlarda, BN nanotüpler (BNNT), BN mikrofiberler (BN-MF) ve BN nano/mikropartiküller (BN-NP, BN-MP) gibi BN nano/mikroyapılarına özel önem verilmiştir. BN nano/mikro yapıların yukarıda bahsedilen özelliklerinin polimerler ve/veya diğer seramiklerle birleştirilmesi, güçlü yapısal kompozitler, dielektrik yalıtım malzemeleri vb. üretimine olanak sağlayacktır.Ancak, BN nano/mikroyapılarının sentezinin zorluğu ve BN'nin kompozit matrisi içerisinde zor dağılıyor olması ayrıntılı bir araştırmanın yapılmasını zorlaştırmıştır. Bu tez çalışmasında, BN nano/mikroyapılarının iki olası uygulamasını ve bor nitrür nanotüplerinin sentezi için yeni, düşük maliyetli bir sentez yöntemini gösterdik. SiC fiber yüzeylerinin“bulanık fiber”BNNT'lerle süslenmesinin, daha iyi mekanik özelliklere sahip kompozitlerle sonuçlanabilecek artan arayüzey kesme mukavemetine (IFSS) yol açabileceğini bulduk. Ayrıca, BN/Reçine kompozitlerinin dielektrik performansını değerlendirdik ve kompozitlerin hem dielektrik sabitinin hem de dielektrik kaybının önemli ölçüde düştüğünü, buna karşın kompozitlerin camsı geçiş sıcaklığının arttığını gösterdik. Son olarak, BNNT sentezi için bor öncüsü olarak kolemanit ve Fe2O3 katalizörünün katalitik aktivitesini arttırmak için kükürt molekülleri kullanan modifiye edilmiş bir kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi önerdik. Sonuçlarımız, tiyofen ilavesiyle BNNT sentezinin 1050 °C'de elde edilebileceğini gösterdi. Çalışmalarımız, BN nano/mikro yapıların CMC'lerden dielektrik yalıtkanlara kadar geniş bir uygulama alanına sahip olduğunu ve BNNT'lerin sentezinin düşük maliyetli, çevre dostu bir sistemde gerçekleştirilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Exploring boron nitride (BN) structures at materials science carries a great potential for evolving technology. BN nano/microstructures consist of alternating B and N atoms with sp2 and sp3 hybridization that provides excellent mechanical, thermal, thermomechanical, and electrical properties with strong chemical and thermal stability. Lately, special attention has been given to BN nano/microstructures such as BN nanotubes (BNNT), BN microfibers (BN-MF), and BN nano/microparticles (BN-NP, BN-MP). Incorporating the properties as mentioned earlier BN nano/microstructures with polymers and/or other ceramics can provide strong structural composites, dielectric insulating materials, etc. However, due to difficulties in the synthesis of the BN nano/microstructures and challenges encountered during the dispersion of the BN inside the composite matrix inhibit the comprehensive research. Herein, we show two possible applications of the BN nano/microstructures as well as a novel, low-cost synthesis method for the synthesis of boron nitride nanotubes BNNT. We found that decoration of SiC fiber surfaces with“fuzzy fiber”BNNTs can lead to increased interfacial shear strength (IFSS) that can result in composites with better mechanical properties. Moreover, we have evaluated the dielectric performance of the BN/Resin composites and showed that both the dielectric constant and the dielectric loss of the composites lower significantly whereas the glass transition temperature of the composites increased. Finally, we have proposed a modified chemical vapor deposition (CVD) method that utilizes colemanite as boron precursor and sulfur-molecules to increase the catalytic activity of the Fe2O3 catalyst. Our results showed that, with the addition of thiophene, BNNT synthesis is achievable at 1050 °C. Our works have shown that BN nano/microstructures have a wide range of applications from CMCs to dielectric insulators and synthesis of BNNTs can be accomplished in a low-cost, environmentally friendly system.
Benzer Tezler
- Mangan destekli bor nitrür nanopartiküllerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of manganese supported boron nitride nanoparticles
AYGÜL BELGE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiBatman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KADRİ KURT
- Synthesis of acrylic modified hexagonal boron nitride polymers by ATRP
Akrilik fonksiyonlandırılmış hekzagonal bor nitrür polimerlerinin ATRP ile sentezlenmesi
BÜŞRA AKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Synthesis of conducting polymers and investigation of their electrical properties
İletken polimerlerin sentezi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
ESMA AHLATCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
DOÇ. DR. MUSTAFA OKUTAN
- Synthesis of hexagonal boron nitride in the existance of fluxing agents
Hegzagonal bor nitrürün erime noktası düşürücü maddeler varlığında sentezi
MUHAMMED ÖZ
Doktora
İngilizce
2013
KimyaAbant İzzet Baysal ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. ÇETİN BOZKURT
- Boron nitride and graphene 2D nanostructures from first-principles
Boron nitrür ve grafen iki boyutlu nanoyapıların temel prensipler metodu ile incelenmesi
RASİM VOLGA OVALI
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ GÜLSEREN