Kalkanlama malzemesi olarak kullanılabilecek bor karbür takviyeli hafif ve esnek polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of boron carbide reinforced light and flexible polymer nanocomposites that can be used as a shielding material
- Tez No: 769771
- Danışmanlar: PROF. DR. FİGEN KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 361
Özet
İnsan sağlığına en zararlı radyasyon türü olan nötron parçacıklarının kalkanlanması araştırmacılar tarafından geniş kapsamda çalışılmaktadır. Nötron parçacıklarının elektrik alandan etkilenmeden direk olarak çekirdek ile tepkime vermesi kalkanlama için kullanılacak kalkanlama malzeme listesini azaltmaktadır. Nötron kalkanlama için yüksek çekirdek kesit alanına sahip bor ve bileşikleri ile yapılacak polimer nanokompozitlerin alanında öncü çalışmalar olması beklenmektedir. Nükleer reaktörlerde yüksek enerjili nötronların kalkanlanması için gelişmiş ve yeni giyilebilir bor karbür takviyeli polimer nanokompozitlerin üretilmesi hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasının ilk amacı; saf suda çözünen PVA solüsyonlarına borik asit katılarak PVB solüsyonları hazırlamak ve elektro eğirme yardımı bu solüsyon kullanılarak PVB nanofiber üretilmektir. Bir diğer amacı ise bor ve bor karbür takviyeli PVA nanofiberlerin elektro eğirme ile sürekli ve düz morfolojilerde üretilmektir. Son olarak tüm kompozisyonlardan üretilen nanofiberlerin nötron kalkanlama kabiliyetleri hesaplanacaktır. Bor takviyeli PVA nanofiberlerin üretiminde bor partiküllerinin PVA nanofiberlerin yapısında çok az görülmesi nedeniyle bor partiküllere yüzey modifikasyonu yapılmıştır. Elektro eğirmede modifiye bor partikülleri kullanıldığında ise PVA nanofiberlerin yüzeylerinin tamamen bor partiküllerle kaplandığı anlaşılmıştır. 0,1 ağ. %'den 4wt%'ye kadar bor takviyeli PVA nanofiberler üretilerek morfoloji, kimyasal yapı değişimleri ve ısıl dayanımları araştırılmıştır.Ticari bor karbür ve grubumuzun ürettiği mikro/nano bor karbür partikülleri modifiye edilerek PVA nanofiberlere takviye edilmiştir. Nano bor karbürün ticari bor karbüre göre PVA nanofibere katılımı daha fazla olduğu ve daha ince fiber morfolojileri oluşturdukları anlaşılmıştır. Son olarak tüm kompozisyonlardan üretilen tüm nanofiber kompozit tabakaların Küçükçekmece Nükleer Araştırma Merkezinde nötron kalkanlama kabiliyeti incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Researchers have devoted a great deal of time to studying the shielding of neutron particles, which are the radiation that poses the greatest risk to human health. The list of shielding materials that can be utilized is shorter since the neutron particles interact directly with the nucleus without being influenced by the electric field. It is anticipated that groundbreaking research would be done on polymer nanocomposites with high core cross-sectional areas created with boron and its constituents for neutron shielding. The goal is to create cutting-edge and novel wearable boron carbide reinforced polymer nanocomposites for nuclear reactor high-energy neutron shielding. The primary objective of this thesis study was to make PVB solutions by adding boric acid to PVA solutions dissolved in clean water and then to produce PVB nanofibers utilizing this solution with the aid of electrospinning. The production of continuous, flat, electrospun PVA nanofibers enhanced with boron and boron carbide serves as a further goal. The neutron shielding properties of nanofibers made from all compositions will next be determined. In the production of boron-reinforced PVA nanofibers, surface modifications were made to boron particles because boron particles are rarely seen in the structure of PVA nanofibers. When using modified boron particles in electrospinning, it was understood that the surfaces of PVA nanofibers were completely covered with boron particles. Morphology, chemical structure changes, and thermal resistance were investigated by producing boron-reinforced PVA nanofibers from 0.1 wt% to 4wt%. Commercial boron carbide and micro/nano boron carbide particles produced by our group were modified and reinforced into PVA nanofibers. It has been understood that nano boron carbide has higher incorporation into PVA nanofiber than commercial boron carbide and creates finer fiber morphologies. Finally, the neutron shielding ability of all nanofiber composite sheets produced from all compositions was investigated at Küçükçekmece Nuclear Research Center.
Benzer Tezler
- Sol-jel yöntemi ile polimerik öncülerden nükleer kalite bor karbür tozların düşük sıcaklıkta üretimi ve radyasyon kalkanı olarak polimer nanokompozitlerde kullanımı
Production of nuclear grade boron carbide powders from polymeric precursors by sol-gel method and their utilization as radiation shield in polymer nanocomposites
SUNA AVCIOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KAYA
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Selülozik atıklardan hareketle iletken kompozit eldesi karakterizasyonu ve bazı uygulamaları
Characterization of conductive composite based on cellulosic wastes and some applications
PELİN YAZICI
Doktora
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELKIZ USTAMEHMETOĞLU
- Aviyonik sistemlerde elektromanyetik kalkanlama ve hava araçları için karbon fiber kompozit malzeme geliştirilmesi
Electromagnetic shielding in avionic systems and development of a carbon fiber composite material for aircrafts
YÜCEL ÇOŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BARIŞ TABAKCIOĞLU
- Carbon based electromagnetic interference shielding material designs and implementation at microwave frequencies
Mı̇krodalga frekanslarında karbon bazlı elektromanyetı̇k gı̇rı̇şı̇m kalkanlama malzemeleri tasarımı ve gerçekleştirilmesi
ZEYNEP ERTEKİN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYaşar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SEÇMEN