Contact electrification of some organic powders with fused aromatic ring structures
Bileşik halkalı bazı organik tozların statik elektriklenmesi
- Tez No: 982395
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİLGE BAYTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yalıtkan yüzeylerde temas yoluyla oluşan statik yük birikiminin ve bunu izleyen yük boşalmasının mekanizması antik dönemlerden bu yana yeterince anlaşılamamıştır. Birçok endüstride ürünlerin üretim, taşıma ve kullanım süreçlerinde statik elektriklenmeden olumsuz etkilendiği için, bilim insanları yüklenme mekanizmalarını, yük transfer modlarını ve bunlara etki eden tüm faktörleri çözmeye çalışmaktadır. Ancak, malzemeleri temas esnasında elektron alma veya verme eğilimlerine göre nicelendirmek çoğu zaman güç olmaktadır. Bunun sonucu olarak, özellikle yalıtkan tozlarda çelişkili ve tekrarlanabilirliği düşük bulgular ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada amacımız, yalıtkan aromatik tozların triboelektriklenmesinde kimyasal yapının belirleyici bir faktör olup olmadığını daha kapsamlı bir bakış açısıyla ortaya koymaktır. Bu bağlamda, aromatik halkaların sayısı ve uzaysal düzenlenişlerindeki farklılıkların yüklenme davranışını nasıl etkilediğini inceledik. Ayrıca, fonksiyonel grupların (FG) tipi, sayısı ve konumunun da bu tozların triboelektriklenmesi üzerindeki etkisini araştırdık. Tozlar, çelik ve agat havanelleri kullanılarak agat havanda öğütülerek yüklenmiştir. Tozlarda gelişen elektrik potansiyeli elektrostatik voltmetre ile ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda bazı tutarlı eğilimler gözlenmiştir: elektrostatik potansiyelin işareti ve büyüklüğü kaynaşmış aromatik halkaların sayısı ile ilişkili görünmektedir. Ayrıca, nitro veya karboksil fonksiyonel grubuna sahip bileşikler negatif yüklenirken, metil fonksiyonel grubu pozitif elektrostatik potansiyel birikimine yol açmıştır. Konumsal izomerler de farklı elektriklenme davranışları sergilemiştir. Parçacık morfolojisinin etkisi, tozların SEM ve XRD analizleri ile araştırılmıştır. Bu çalışma, toz yüklenmesinin fiziksel ve kimyasal temellerine ilişkin anlayışa katkıda bulunmaktadır. Son olarak, elde edilen bulgular endüstride toz yüklenmesi ve ilişkili sorunların önlenmesine yönelik bu temellere dayalı genel bir yaklaşım için bir ilk adım niteliğindedir.
Özet (Çeviri)
The mechanism of static charge accumulation on the insulating surfaces via contact and the following charge dissipation has remained poorly understood since ancient times. Since many industries suffer from static electrification during product production, handling, and usage, scientists are trying to decipher the charging mechanisms, charge transfer modes, and any contributing factors. However, quantifying materials based on their tendency to accept or donate electrons upon contact has often proved challenging. The result is contradictory, irreproducible findings, especially with insulating powders. In this study, our objective was to provide a more comprehensive perspective on determining whether the chemical structure is a deciding factor in the triboelectrification of insulating powders. In this regard, we focus on common aromatic powders to see how variations in the number and spatial arrangement of aromatic rings affect the charging behavior. In addition, we study the impact of the type, number, and positioning of functional groups (FG) on the triboelectrification of these powders. Powders were charged by grinding in an agate mortar with steel and agate pestles. The electric potential developed in the powder was then measured by an electrostatic voltmeter. Some consistent trends then emerged: the sign and magnitude of the electrostatic potential seemed to be related to the number of fused aromatic rings. Also, compounds having a nitro or carboxyl functional group were charged negatively, while a methyl FG resulted in the accumulation of positive electrostatic potential. Positional isomers demonstrated different electrification behavior as well. The effect of particle morphology was also investigated by analyzing the powders by SEM and XRD. Our results contribute to the fundamental physical and chemical understanding of powder charging. Finally, this work presents an initiative for a general approach based on these fundamentals to prevent powder charging and related problems in the industry.
Benzer Tezler
- Mechanism of triboelectricity: a novel perspective for studying contact electrification based on metal-polymer and polymer-polymer interactions
Triboelektriğin mekanizması: Metal-polimer ve polimer-polimer etkileşimi tabanlı kontakt elektriklenmede yeni bir konsept
UMAR GISHIWA MUSA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. HASAN TARIK BAYTEKİN
- Charge dissipation mechanism of low-cost antistatic additive lignin in contact charged polymers
Dokunma ile elektriklenen polimerlerde düşük maliyetli antistatik katkı malzemesi olarak kullanılan ligninin yük sönümleme mekanizması
MERTCAN ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGE BAYTEKİN
- Çerkezköy-Kapıkule demiryolu elektrifikasyonu scada sisteminin incelenmesi
A Study of the scada system used in Çerkezköy-Kapıkule railway electrification
İSMAİL MÜJDE
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. NEJAT TUNCAY
- Effect of triboelectric charges on friction and wear of polymers at macro scale
Polimerlerde triboelektriklenmenin sürtünme katsayısı ve aşınma üzerine makro boyutta etkileri
KHAYDARALI SAYFIDINOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. HASAN TARIK BAYTEKİN
- Raylı sistem elektrifikasyonu katener sistemlerinde pandül verilerinin yapay sinir ağları ile tasarlanması
Designing dropper data with artificial neural networks in railway electrification catenary systems
ALİRIZA ATAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik ÜniversitesiRaylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEÇKİN ULUSKAN