Geri Dön

In-situ formation of mg-ni intermetallics

Mg-ni metaller arası bileşiklerinin yerinde oluşturulması

  1. Tez No: 767129
  2. Yazar: FUAT ERDEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSHAK KARAKAYA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 66

Özet

Mg-Ni sistemi özellikle hidrojen depolama malzemesi olarak bilinen Mg2Ni sayesinde bir çok araştırmacının dikkatini çekmektedir. Bu bileşiğin oluşturulmasında kullanılan metotların çoğu saf magnezyum ve nikelin yüksek sıcaklıkta işleme tabi tutulmasını gerektirmektedir. Bu tezde çalışılan metot, özellikle Mg2Ni olmak üzere, Mg-Ni metaller arası bileşiklerinin bir elektrokimyasal hücre içerisinde direkt olarak NiO ve MgCl2 kullanılarak üretilmesini içermektedir. Bu metot ile, kullanılan metallerin, özellikle magnezyumun, reaktif doğasından dolayı önceki metotlarda taşıma ve işlemler sırasında ortaya çıkacak sorunların çözüleceği düşünülmektedir. Deneyler sonucu indirgenen numuneler XRD ve SEM kullanılarak karakterize edilmiştir. Kantitatif analizler Rigaku programı ile yapılmış ve çıkan sonuçlar Maud programı ile yapılan Rietveld analizi ve kütle dengesi hesabı ile teyit edilmiştir. İndirgenen numunelerin XRD sonuçları, bir miktar Mg-Ni metaller arası bileşiğinin üretildiğini göstermektedir. Deneyler sonucu indirgenen numunelerdeki Mg(OH)2 oluşumu ihmal edilerek yapılan hesaplamalar, başlangıç malzemesindeki nikelin en fazla 52%'lik kısmının Mg-Ni metaller arası bileşiğiklerine (neredeyse tamamı Mg2Ni olmak üzere) çevrildiğini göstermektedir. Ürünlerde gözlenen Mg(OH)2 oluşumun, deneyler sonucu üretilen Mg2Ni ve/veya MgNi2'nin su ile yıkanma işlemi sırasında, su ile reaksyiona girmesi sonucu oluşmuş olabileceği düşünüldüğünde, çıkan sonuç daha da umut vericidir. Örnek olarak, bir deney sonunda, deney sonunda elde edilen numunedeki Mg(OH)2'nin tamamı MgNi2 ve suyun reaksiyonu ile oluştuğu varsayıldığında başlangıç malzemesindeki nikelin 72%'lik kısmının Mg-Ni metaller arası bileşiklerine (70% civarı Mg2Ni olmak üzere) dönüştüğü gözlenmektedir. Bu çalışmada Mg-Ni metaller arası bileşiklerini üretmek üzere yapılan elektrokimyasal işlemde iki farklı prosedür uygulanmıştır. Yerinde yapılan deneyler, elektrolit içerisinde MgCl2 bulunduğunda, NiO'in tamamının indirgenemediğini göstermiştir. Dolayısıyla, bu problemi çözmek için NiO elektrodeoksidasyonu sadece CaCl2 içeren bir elektrolit içerisinde tamamlanmış ve tuza MgCl2 eklenmesi bunu takiben yapılmıştır. Deney sonuçları ayrıca sürenin, uygulanan potansiyelin ve tuzdaki MgCl2 miktarının artmasının Mg-Ni metaller arası bileşik oluşumunu arttırdığını göstermektedir. Diğer taraftan 645oC'de yapılan deneylerin kantitatif Mg-Ni metaller arası bileşik oluşumu açısından 700oC'de yapılan deneylere göre, diğer koşullar sabit tutulduğu zaman, daha iyi sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Ek olarak, NiO peletlerin sinterlenmesinin NiO elektrodeoksidasyonunu hızlandırmasına rağmen, Mg-Ni metaller arası bileşik oluşumunu olumsuz etkilediği gözlenmiştir. Benzer şekilde NiO'deki porozitenin arttırılmasının NiO elektrodeoksidasyonunu negatif etkilediği, fakat Mg-Ni metaller arası bileşik oluşumunu olumlu etkilediği bulunmuştur. Bu gözlemlerin Mg-Ni metaller arası bileşiklerinin molar hacimlerinin, NiO ile karşılaştırıldığı zaman daha fazla olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir.

Özet (Çeviri)

Mg-Ni system draws attention of many researchers especially due to Mg2Ni which is a well- known hydrogen storage material. Most of the preparative methods for this compound require high temperature processing of pure magnesium and nickel. The proposed method, studied in this thesis, involves the production of Mg-Ni intermetallics, especially Mg2Ni, directly from NiO and MgCl2, in an electrochemical cell. This method can eliminate the difficulties that may arise in the previous methods, during handling and processing due to the reactive nature of metallic components, especially Mg. Reduced samples were characterized by XRD and SEM. Quantitative analysis were conducted by Rigaku (version 4.2) and the results were supported by both Rietveld Refinement of Maud and by mass balance of the reduced samples. XRD patterns of reduced samples indicated Mg-Ni intermetallic formation to some extent. In fact, 52% of the input Ni was converted to Mg-Ni intermetallics (almost all of them was Mg2Ni) at most, when presence of Mg(OH)2 in the reduction products were ignored. Considering that the presence of Mg(OH)2 in the products is probably due the reaction of Mg2Ni and/or MgNi2 with water during washing treatment which was applied after experiments, the results are seemed to be more promising. For instance, 72% of initial Ni conversion to Mg-Ni intermetallics (about 70% of these was Mg2Ni) was observed after one of the experiments when presence of all Mg(OH)2 was considered to be the product of MgNi2 and water during washing treatment. Two different procedures were followed in the electrochemical process used to form Mg-Ni intermetallics. The in-situ experiments revealed that it was not possible to completely reduce NiO in the presence of MgCl2. Therefore, NiO electrodeoxidation was completed in CaCl2 electrolyte to solve this problem and MgCl2 was introduced to the system after NiO reduction. Experimental results also showed that increase in duration, applied potential and the MgCl2 amount, increased the Mg-Ni intermetallic formation. On the other hand, it was found that 645oC yielded better results in terms of quantitative Mg-Ni intermetallic formation than 700oC. Moreover, it was observed that although sintering of NiO; hasten the NiO reduction, Mg-Ni intermetallic formation was affected negatively. Similarly, increase in porosity of NiO inputs affect NiO electrodeoxidation negatively, but Mg-Ni intermetallic formation was effected positively. Such an observation was thought to be the result of higher molar volume of Mg-Ni intermetallics as compared to that of NiO.

Benzer Tezler

  1. Gaz enjeksiyon ve elementel karbon ilavesi yöntemleri ile tic takviyeli alüminyum matrisli kompozit üretimi

    Başlık çevirisi yok

    IŞIL ÇEVİKER KERTİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. H. ERMAN TULGAR

  2. Otomotiv sektörü için AI-Si-Fe-x alaşımlarının geliştirilmesi

    Başlık çevirisi yok

    NECİP ÜNLÜ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİYAZİ ERUSLU

  3. Safaalan (Tekirdağ–Saray) bölgesi terkedilmiş kömür sahalarındaki yer altı ve yüzey sularının hidrojeokimyasal özellikleri ve kullanılabilirlik potansiyelleri

    Evaluation of hydrogeochemical properties and usability potential of surface and ground waters in Safaalan (Tekirdag–Saray) region

    AYŞEGÜL OYLUM KAYALAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN TUTAY

  4. Taşkısığı ve Çaltıçak köyleri (Adapazarı) yeraltısularının kirlenme potansiyelinin değerlendirilmesi

    Evaluation of pollution potential of undergrounwater at Taskisiği and Calticak village (Adapazari) region

    CAN AKIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN TUTAY

  5. Batı Raman petrol sahasına CO2-köpük yönteminin uygulanabilirliği üzerine deneysel araştırmalar

    Laboratory investigations on the applicability of CO2-foam method to Batı Raman oil field

    K.HAKAN ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1990

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. AYTİN GÖKTEKİN