B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 camların optik, fiziksel ve radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of optic, physical, and radiation shielding properties of B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 glasses
- Tez No: 793736
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu çalışmada B2O3-PbO-TeO2-CeO2 camlara farklı oranlarda (x=1, 3, 5, 10, 20 mol %) WO3 ilave edilerek fiziksel özellikleri yüksek radyasyon zırhlayıcı cam malzeme üretilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç için 45B2O3-(20-x)PbO-30TeO2-5CeO2-xWO3 camlar; B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 tozları kullanılarak ergitme döküm yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan camların kütle soğurma katsayıları (MAC), ortalama serbest yol (MFP), yarı değer kalınlığı (HVL) ve etkin atom sayıları (Zet) 59.54-661.62 keV enerji bölgesinde deneysel olarak ölçülmüş ve bu parametreler teorik olarak hesaplanmıştır. Sentezlenen camların temel yapısal özellikleri XRD, UV-Vis ve FT-IR spektroskopik teknikleri kullanılarak incelenmiştir. XRD sonuçları hazırlanan tüm cam kompozisyonlarında camsı amorf yapının oluştuğunu göstermiştir. Camsı amorf yapı oluşturan numunelerin sertlikleri Mikro-Vickers yöntemi ile ölçülmüştür. Numunelerin sertlik değerleri %0-5 WO3 katkı aralığında 3,53'ten 4,14 GPa'a kadar çıktığı ve %10-20 WO3 katkı aralığında ise 3,76 GPa'a kadar azaldığı görülmüştür. Camların kırılma tokluğu Half-Penny-Crack yöntemi ile belirlenmiş %0-5 WO3 katkı aralığında 1,07' den 1,14 MPa.m0.5 yükselmiş ve %10-20 katkı aralığında 1,09 MPa.m0.5'a düşmüştür. Numunelerin yoğunlukları arşimet prensibine göre belirlenmiştir ve WO3 katkı miktarı arttıkça yoğunluğun 4.93 gr/cm3 ten 4.63 gr/cm3'e düşmüş ve elastisite modülü 77'den 91 GPa'a artış göstermiştir. Araştırma bulguları sonucunda üretilmiş olan bu camların WO3 katkısı ile mekanik özelliklerinin iyileştiği ve kütle soğurma katsayısı değerlerine bakıldığında WO3 katkısının numunelerin radyasyon soğurma kabiliyetini artırdığını söyleyebiliriz.
Özet (Çeviri)
This study is aimed to produce radiation-shielding glass materials with high physical properties by adding WO3 at different amounts (x=1, 3, 5, 10, 20 mol%) to B2O3-PbO-TeO2-CeO2 glasses. For this purpose, 45B2O3-(20-x) PbO-30TeO2-5CeO2 glasses were produced by melt casting method using B2O3-PbO-TeO2-CeO2 powders. The mass attenuation coefficients (MAC), mean free path (MFP), half value layer (HVL) and effective atomic numbers (Zeff) of the prepared glasses were experimentally measured in the 59.54-661.62 keV energy region and these parameters were calculated theoretically. The basic structural properties of the synthesized glasses were investigated using XRD, UV-Vis and FT-IR spectroscopic techniques XRD results showed that all prepared glass compositions formed a glassy amorphous structure. The hardness of the samples forming a glassy amorphous structure was measured by the Micro-Vickers method. It was observed that the hardness values of the samples increased from 3,53 to 4,14 GPa in the 0-5% WO3 additive range and decreased up to 3,76 GPa in the 10-20% WO3 additive range. The fracture toughness of the glasses increased from 1.07 to 1.14 MPa.m0.5 in the 0-5% WO3 additive range determined by the Half-Penny-Crack method and decreased to 1.09 MPa.m0.5 in the 10-20% additive range. The densities of the samples were determined according to the Archimedes principle and as the amount of WO3 additive increased, the density decreased from 4.93 to 4.63 gr/cm3, and the modulus of elasticity increased from 77 to 91 GPa. As a result of the research findings, it was concluded that the mechanical properties of these glasses were improved with WO3 additive. Also, considering the mass attenuation coefficient values, we can say that WO3 additive increases the radiation shielding ability of the prepared glass samples.
Benzer Tezler
- CaO-MgO-Al2O3-SiO2 ( CMAS ) cam seramik sistemini mikroyapısal ve radyoaktif kalkanlama özeliklerine B2O3, BaO, PbO ve SrO katkılarının etkisi
Effect of B2O3, BaO, PbO ve SrO additives on microstructural and radioactive shielding properties of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 ( CMAS ) glass-ceramic system
UTKU KIVANÇ KURTKAPMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİL TOPLAN
- X veya γ ışını soğuran camların etkin atom ve elektron numaralarının hesaplanması
Calculation of effective atomic and electronic numbers of glasses absorbing x or γ ray
ŞERİF ERMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK DEMİR
- Doğrudan katı örneklemeli yüksek çözünürlüklü sürekli ışık kaynaklı atomik absorpsiyon spektrometresi ile camlarda kurşun analizi
Lead analysis in glass by direct solid sampling high resolution continuous source atomic absorption spectrometer
SEDA DEMİR
- ZnO-Al₂O₃-SiO₂ esaslı cam seramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of ZnO-Al₂O₃-SiO₂ based glass ceramics
ŞEYDA BALİKCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Seramik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÖZKAN TOPLAN
- Lab-scale DC electric arc furnace design and thermodynamic slag optimization for metal recovery from slag phase
Cüruf fazından metal geri kazanımı için laboratuvar ölçekli DC elektrik arf fırını tasarımı ve termodinamik cüruf optimizasyonu
MERT SARAÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR