Bor esaslı seramik nanofiberlerin elektrospinning tekniği ile sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron-based ceramic nanofibers via electrospinning technique
- Tez No: 946497
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HEDİYE AYDIN, DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE DAĞCI TEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
En popüler bor bileşiklerinden olan bor karbür (B4C), yüksek sertliğe, düşük yoğunluğa, yüksek ergime sıcaklığı ve kimyasal inertliğe sahiptir. Bor karbür gibi seramik malzemelerin sentezlenmesinde, polimer ve kompozit nanofiberler ve nanotüpler, nanoteknolojinin en cazip malzemelerinden sayılmaktadırlar. Söz konusu bu malzemeler, boyutlarının küçük, yüzey alanlarının büyük olmasından dolayı çeşitli uygulamalar için eşsiz mekanik, optik, elektronik, manyetik ve kimyasal özellikler sağlarlar. Bu çalışmada, farklı başlangıç oranlarında hazırlanan borik asit (H3BO3) ve polivinil alkol (PVA) çözeltisinden elektrospinning yöntemi ile bor karbür seramik nanofiberlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, hazırlanan çözelti ile uygulanan voltaj, çözelti akış hızı ve altlık ile iğne ucu arası mesafe gibi üretim parametrelerinin sonuçlara etkisi incelenerek optimum üretim şartları belirlenmiştir. Gerekli faz dönüşümlerini sağlamak üzere fiberlere ısıl işlem uygulanmıştır. 500 oC'de 2 saat süreyle hava ortamında yapılan kalsinasyon işleminden sonra öğütülen malzemeye mevcut ağırlığının iki katı kadar elementel bor ve ağırlıkça dört kat saf magnezyum tozu ilave edilmiştir. Daha sonra 4 atm basınçta preslenerek pelet haline getirilen örnekler 5 oC/dk ısıtma hızında argon atmosferli fırında 1300 oC'de 2 saat sinterlenmiştir. Çözelti hazırlama, elektrospinning, ısıl işlem öncesi ve sonrası gibi fiber üretiminin tüm aşamalarında gerekli karakterizasyon işlemleri (FT-IR, XRD ve SEM) yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda 300-400 nm aralığında çapa sahip bor karbür nanofiberler başarılı bir şekilde üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
Boron carbide (B4C), one of the most popular boron compounds, possesses high hardness, low density, high melting point, and chemical inertness. In the synthesis of ceramic materials like boron carbide, polymer and composite nanofibers and nanotubes are considered among the most attractive materials in nanotechnology. Due to their small size and large surface area, these materials offer unique mechanical, optical, electronic, magnetic, and chemical properties for various applications. In this study, boron carbide ceramic nanofibers were synthesized via the electrospinning method from a solution of boric acid (H3BO3) and polyvinyl alcohol (PVA) prepared with different starting ratios. In this context, the effects of production parameters such as the applied voltage, solution flow rate, and the distance between the needle tip and the substrate were examined, and optimal production conditions were determined. Heat treatment was applied to the fibers to achieve the necessary phase transformations. After the calcination process conducted in the air at 500°C for 2 hours, elemental boron (twice the weight of the material) and pure magnesium powder (four times the weight of the material) were added to the ground material. The samples were then pressed into pellets under 4 atm pressure and sintered at 1300°C for 2 hours in an argon atmosphere at a heating rate of 5°C/min. Necessary characterization procedures (FT-IR, XRD, and SEM) were performed at all stages of fiber production, including solution preparation, electrospinning, and before and after thermal treatment. As a result of the study, boron carbide nanofibers with diameters in the range of 300-400 nm were successfully produced.
Benzer Tezler
- Bor karbür esaslı seramik metal kompozitlerinin ultrases dalga hız metodu ile ortalama tanecik boyutlarının tayini
The mean grain size determination by ultrasonic velocity technique in basic boron carbide of ceramic metal composites
TUBA ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RIDVAN ÜNAL
- Bor karbür esaslı seramik zırh ve adhesiv aşınma uygulamaları
Boron carbide based ceramic armor and adhesive wear applications
SERHAT GENÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT İZCİLER
- Bor karbür esaslı ve ağ yapılı seramik-metal karma malzemelerin üretimi ve nitelendirilmesi
Production and characterization of boron carbide based interconnected ceramic–metal composites
İREM NUR GAMZE ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Savunma ve Savunma TeknolojileriAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRSOY ARSLAN
- Alüminyum alaşımı üzerine büyütülen B4C, H-BN ve B5H10NAO13 katkılı kompozit kaplamaların tribolojik ve korozyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of tribological and corrosion properties of B4C, H-BN and B5H10NAO13 added composite coatings grown on aluminum alloy
YILMAZ ERHAN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiGümüşhane ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN ŞÜKÜROĞLU
- Bor karbür-alüminyum karma yapıların geçirimli elektron mikroskobu ile nitelendirilmesi
Characterization of boron carbide-aluminium composites with transmission electron microscopy techniques
PINAR KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Bilim ve TeknolojiAnadolu Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRSOY ARSLAN