Geri Dön

Enerji depolama cihazlarına yönelik çinko ferrit nanoparçacıkların sentezi ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi

Synthesis and dielectric properties of zinc ferrite nanoparticles for energy storage devices

  1. Tez No: 961538
  2. Yazar: CAN SİRET DOSDOĞRU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BANU SÜNGÜ MISIRLIOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Nanoparçacık, çinko ferrit, hidrotermal metot, yapısal karakterizasyon, dielektrik özellikler, Nanoparticles, zinc ferrite, hydrothermal method, structural characterization, dielectric properties
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 73

Özet

Spinel Ferrit nanoparçacıklar, yüksek manyetik doygunluk, yüksek Curie sıcaklığı, yüksek dielektrik sabiti gibi dikkat çekici özellikleri nedeniyle birçok bilim ve mühendislik araştırma alanlarında önemli bir yere sahiptir. Gelişen teknoloji ve sanayi sonucunda bu nanoparçacıkların tıp, fizik, kimya, mühendislik gibi birçok alanda kullanım alanlarının artacağı öngörülmektedir. Ferritler ilave metalik iyon içeren demir oksitli bileşiklerdir. Bu M^(+2) metal iyonlarının uygun oranlarda katkılanmasıyla ferrit malzemelerin manyetik ve dielektrik özellikleri ayarlanabilmekte; böylelikle tercih edilen sektöre göre malzemelerin uygulanabilirliği ve kullanılabilirliği sağlanmaktadır. Ferritlerin kullanılabileceği en önemli alanlardan birisi elektriksel enerji depolama sistemleridir. Ferrit nanoparçacıkların iyi dielektrik malzemeler olmaları bu malzemelerin kısa süreli yüksek akım için kullanılan kapasitörlerde veya elektrot malzemesi olarak süperkapasitörlerde kullanımlarına olanak sağlamaktadır. Ferrit nano parçacıkların sentezinde sol-gel, ortak çöktürme, solvotermal ve hidrotermal vb. birçok yöntem kullanılmaktadır. Bunlar arasında hidrotermal tekniği kolaylığı, ucuz olması ve toksit özelliği olmaması nedeniyle en elverişli yöntemdir. Ayrıca sentez sürecinde kullanılan parametrelerin verimli şekilde değiştirilerek kontrol edilebilir özellikte nanoparçacık sentezi mümkün olduğundan oldukça avantajlı bir tekniktir. Bu tez çalışmasında, hidrotermal tekniği kullanılarak yüksek dielektrik sabitine sahip 〖Zn〗_x 〖Fe〗_(3-x) O_4 (0≤x≤1) çinko ferrit nanoparçacıkların sentezlenmesi hedeflendi. Buna göre, çinko ferrit nano parçacıkların dielektrik özelliklerine sentez aşamasının reaktif konsantrasyonu, çözelti pH değeri ve tavlama sıcaklığı etkileri beraber ele alınarak kapsamlı şekilde incelendi. Bu bağlamda, dielektrik uygulamalar bakımından en verimli sentez parametreleri araştırıldı. Sentezlenen nanoparçacıkların dielektrik performanslarının analizinde empedans spektroskopi tekniği kullanıldı. Ayrıca XRD, FTIR ve FESEM yapısal analizler alınarak, örneklerin kristal yapıları, parçacık boyutları, şekilleri, fonksiyonel bağları incelendi ve elde edilen sonuçların dielektrik özelliklere olan etkileri tartışıldı. Böylece enerji depolama sistemlerinde kullanımları bakımından avantajlı, dielektrik özellikleri açısından umut vaad eden çinko ferrit nanoparçacıkların hidrotermal sentezi için optimum sentez koşulları belirlendi.

Özet (Çeviri)

Spinel ferrite nanoparticles has been an important subject in science and engineering with its properties such as high magnetic saturation, high Curie temperature, high dielectric constant and so on. With the technological and industrial research increasing and improving, nanoparticles has shown promise to be used in multiple research areas like medicine, physics, chemistry, engineering and more to come. Ferrites are metal oxides with an additional metal ion . The selection and the addition of the M^(+2) metal ions at proper portions cause the ferrite nanoparticles to have significant changes in their magnetic and dielectric properties, giving the possibility of synthesizing the needed ferrite nanoparticle for the targeted research area and application. One of the most important areas of research for ferrite nanoparticles has been the electrical energy storage systems. With the nanoparticles being good dielectric products, they can be used in high current capacitors and as an electrode material for supercapacitors. Some of the synthesis methods for ferrite nanoparticles are sol-gel, co-precipitation, hydrothermal and solvo-thermal methods. When taking all of the methods into consideration, hydrothermal synthesis is a very convenient way in terms of it being toxic-free, low cost and the synthesis being easy to complete. In addition, this method is a great way to create nanoparticles with different properties, since changing the conditions of the synthesis is possible. In this thesis research, 〖Zn〗_x 〖Fe〗_(3-x) O_4 (0≤x≤1) zinc ferrite nanoparticles were synthesized using the hydrothermal method. Moreso, multiple parameters such as the reactive concentration, pH values and sintering temperature were investigated to understand the differences of the zinc ferrite nanoparticles in terms of their dielectric properties. With these, the goal was to find the most optimal research for the synthesized nanoparticles. Impedance spectroscopy has been used for the investigation of dielectric properties. Also, structural analyses such as XRD, FTIR and FESEM were done to see the crystal structure, particle size, the geometry and the bonds of these ferrite nanoparticles and were discussed with the dielectric data. Finally, the optimum way of the synthesizing parameters were obtained and reported for the usage of zinc ferrite nanoparticles in energy storage systems.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    752152

    Graphene based materials obtained from graphite and polyacrylonitrile based carbon fiber for energy storage and conversion systems

    Enerji depolama ve dönüşüm sistemleri için grafit ve poliakrilonitril esaslı karbon fiberden grafen tabanlı malzemelerin üretilmesi

    MEHMET GİRAY ERSÖZOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

    PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN

  2. Tez No

    100841

    2,4,6-tris[amino-hekza(hekziltiyo)ftalosiyanin]-s-triazin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi

    Synthesis and characterization of 2,4,6-tris[amino-hexa(hexylthio)phthalocyanine]-s-triazine

    NAZAN OZAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. ÖZER BEKAROĞLU

  3. Tez No

    910507

    Growth and characterization of LiCoO2 thin films by magnetron sputtering for lithium ion batteries

    Lityum iyon piller için mıknatıssal saçtırma ile LiCoO2 ince film büyütülmesi ve karakterizasyonu

    POLATKAN ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLNUR AYGÜN ÖZYÜZER

  4. Tez No

    866799

    Preparation of biocompatible composite 3d architectures based on graphene oxide (GO) and chitosan for flexible all solid state supercapacitors

    Esnek tüm katı hal süper kapasitörler için grafen oksit (GO) ve kitosan bazlı biyouyumlu kompozit 3d mimarilerin hazırlanması

    SAEIDEH ALIPOORILEMEESLAM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BARSBAY

  5. Tez No

    736898

    Synthesis, properties and device applications of thienothiophene containing polymers with different functional groups

    Farklı fonksiyonel gruplara sahip tiyenotiyofen içeren polimerlerin sentezi, özellikleri ve cihaz uygulamaları

    DİLARA GÜNTÜRKÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

Geri Dön