Boron carbide synthesis by polymeric precursor method
Polimerik öncü yöntemiyle bor karbür üretimi
- Tez No: 780880
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLSÜM TOPATEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bor karbür, düşük sentez sıcaklığı, polimerik öncü, manitol, borik asit, Boron carbide, low temperature synthesis, polymeric precursor method, boric acid, mannitol
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 57
Özet
Bor karbür, mükemmel özellikleri sayesinde endüstrinin birçok alanında kullanılmaktadır. Toz halde; alaşımların ve seramik malzemelerin su jetiyle kesilmesi ve parlatılmasında aşındırıcı toz olarak ve metal borürlerin üretiminde hammadde olarak kullanılmaktadır. Sinterlendiğinde; kumlama nozülü, seramik rulman, balistik zırh, termal sprey ve kaynak elektrodu, nükleer santrallerde kullanılan control çubuğu, ve nötron detektörü olarak tercih edilmektedir. Son yıllarda araştırmacılar, bor karbürün ticari üretim yöntemine iyi bir alternatif olan polimerik öncü yöntemi üzerinde çalışmaktadırlar. Bu yöntemde, toksik olmayan ve ucuz hammaddelerden elde edilen bor esterleri kullanılarak, yüksek reaktiviteli reaktanlar sayesinde düşük sıcaklıkta ve toz halde bor karbür üretilebilmektedir. Ancak, yüksek reaktiviteyi sağlayan bor esterinin safsızlık içermeden elde edilmesi bu yöntemin zorlayıcı kısmını oluşturmaktadır. Bu çalışmada, BOREN Organik/Polimer laboratuvarı tarafından yüksek saflığa sahip mannitol borat polimerik öncü kullanılmıştır. Manitol boratın karakterizasyonu FT-IR ve TG-DTA cihazları kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen bor karbür tozlarının XRD paternleri, SEM görüntüleri ve tane boyut dağılımı belirlenmiştir. Düşük serbest karbon içeriğine sahip bor karbür tozlarının, 1400 °C'de 5 saat ve 1300 °C'de 6 saat süreyle stokiyometrik orana yakın C/B2O3 mol oranına sahip dekompoze ürünler sayesinde yüksek verimde elde edildiği, partikül şekillerinin eş eksenli ve D50 değerlerinin 7.957 and 5.472 µm olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Boron carbide is used many applications due to its outstanding properties. It is used as abrasive powder for lapping, polishing and water jet cutting of metallic alloys and ceramic materials and as raw material for producing metal borides. When it is sintered, it is used as micro blast and spray nozzle, ceramic bearing, ballistic armor, welding and thermal spraying electrodes, control rod, shielding material and neutron detector for nuclear applications. In recent years, researchers have focused on polymeric precursor method to produce boron carbide. This method gives big opportunity to replace commercial method owing to cheap and non-toxic raw materials and low carbothermic reduction temperature (1200-1500 °C). Reactants can be obtained with superior reactivity and it provides synthesizing boron carbide at low temperature. However, producing ester without impurity is a challenge. In this study, in order to synthesize boron carbide as powder form at low temperature, high purity mannitol borate which was produced by BOREN Organic/Polymer Laboratory was used. Characterization of mannitol borate was performed by FT-IR and TG-DTA analyses. Various ratios of C/B2O3 of decomposed powders were studied. Obtained boron carbide powders were characterized by XRD, SEM and laser light scattering. Synthesis of boron carbide powder with certain amount of free carbon was achieved at 1400°C 5 h and 1300°C for 6 h from decomposed powders whose ratios of C/B2O3 are closer to stoichiometric ratio. Closing to stoichiometric ratio means that that reaction was achieved at high efficiency. D50 values of boron carbide powders were determined as 7.957 and 5.472 µm and particle shapes were found equiaxed.
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
- Polielektrolit ve sürfaktan kullanımının bor karbür tozunun sol-jel metodu ile sentezi üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of using polyelectrolyte and surfactant on the synthesis of boron carbide powder by sol gel method
ZEYNEP NAZ ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL KAM
PROF. DR. FİGEN KAYA
- Süper kapasitör uygulamaları için nano bor karbür (B4C) sentezi
Synthesis of nano boron carbide (B4C) for supercapasitor applications
SELİN TÜMKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KAYA
- Sprey atomizasyon destekli indüktif plazma yöntemiyle oksit ve oksit-dışı nanopartikül üretimi
Production of oxide and non-oxide nanoparticles via the method of spray atomization assisted inductive plasma
ABDULLAH SELİM PARLAKYİĞİT
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELALETDİN ERGUN
- Synthesis, development and characterization of some W-based compounds, composites and hybrid materials
Volfram esaslı bileşiklerin, kompozitlerin ve de hibrid malzemelerin üretimi, geliştirilmesi ve karakterizasyonu
SELİM COŞKUN
Doktora
İngilizce
2011
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU