Hydrothermal process parameters on calcium borate powder synthesis
Hidrotermal proses parametrelerinin kalsiyum borat toz sentezi üzerine etkisi
- Tez No: 999167
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLSÜM TOPATEŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çalışmada hidrotermal sentezin üstün özelliklerinden yararlanarak, kalsiyum boratın morfoloji, pH ve mekanik etkiye bağlı olarak üretilmesi ve potansiyel kullanım alanlarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda küresel ve karanfil-benzeri priceite (pH 7, 9) ve plaka benzeri parasibirskit (pH 15) 0.5, 1, 2, 6, 12 ve 24 saat sürelerinde üretilmiştir. Ayrıca 0.5 ve 1 saat sürelerinde mekanik etkinin toz oluşumunu hızlandırdığı kanıtlanmıştır. CaO-B2O3 faz diyagramı kullanılarak 6 farklı kompozisyon Ca/B oranına bağlı olarak (9, 1.56, 1.27, 0.78, 0.51, 0.11) belirlenmiş, ve katı hal sentezi 900°C'de 3 saatte gerçekleştirilmiştir. B miktarının artması mikroyapının prizmatik ve birleşmiş şekle dönüşmesiyle sonuçlanmıştır. Yanma dayanımının karakterizasyonu Konik Kalorimetre testi ile gerçekleştirilmiştir. Isı salınım hızı parasibirskitete, kaplanmamışa göre %30 daha azdır. Bunun nedeni ise plaka şeklindeki yapı kaplama esnasında kırılarak daha homojen kaplanmış ve daha güçlü bir katman oluşturmuştur. Ayrıca, hidrotermal sentezle üretilen plaka şeklindeki parasibirkit şablon malzemesi olarak kullanılarak dokulu seramik üretimi yapılmıştır. Matris malzemesi olarak öğütülmüş parasibirkit ve katı hal sentezi ile üretilmiş kalsiyum borat kullanılmıştır, her iki çalışmada da şerit dökümden yararlanılmıştır. Matris ve şablon malzemesi olarak parasibirkitin kullanıldığı ilk çalışmada, şerit döküm karışımının içinde bulunan polimerle bor etkileşime geçtiği için jelleşme olmuştur. Matrisin kalsiyum borat olduğu diğer çalışmada ise şerit dökümle seramik şekillendirilmiştir. Sinterleme katıkısı olarak CaO ve H3BO3 kullanımış ve 900-950°C gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak kalsiyum boratın kimyasal kararlılığının düşük olması, sinterlemenin etkili gerçekleşmediğini gösterniştir. Son olarak pricite ve parasibirskit yanma dayanımı uygulamaları için kullanılmıştır. Keten kumaşa polidopamin yardımıyla kaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis aimed to synthesize a calcium borate powder via the hydrothermal method, examine the effect of different process parameters on the final properties of the powder and investigate its potential applications. Calcium borate powders which were specifically priceite (pH 7, 9) and parasibirskite (pH 15), were produced by hydrothermal synthesis. Additionally, sphere-, clove-like-, and fiber-like calcium borate particles were formed at pH 7, 9, and 15, respectively. At this point, morphology, chemical composition, nucleation, and crystal growth mechanism were successfully determined. The mechanical effect on hydrothermal synthesis was also applied for 7, 9, and 15 pH values for 0.5 and 1 hours. It was concluded that mechanical effect increased the nucleation sites and decreased the time required for crystallization. Solid-state synthesis was employed in addition to hydrothermal synthesis to produce calcium borate at 900°C for 3 hours. Six compositions, which are specified depending on the Ca/B ratio: 9, 1.56, 1.27, 0.78, 0.51, 0.11, were determined from the CaO-B2O3 phase diagram. The increasing B content had significant effect on the morphology of the powder. Priceite and parasibirskite were coated on flax with polydopamine at 24 h to determine flame-retardant properties. The best result is that the heat release rate of parasibirskite is 60% of that of the uncoated, indicating a more homogeneous coating of the elongated parasibirskite particles on the surface and a stronger formation of the char layer. A textured ceramic was created using matrix material that was selected as grounded parasibirskite, and template material was chosen as fiber-like parasibirskite. Textured ceramic was attempted to be made by tape casting; however, the slurry formed a gel due to the B-OH bond formed between the tape-casting solution and parasibirskite. Solid-state calcium borate was preferred as an alternative to the matrix material. But, even when using sintering additives, the bulk ceramic remained undensified due to its low chemical stability.
Benzer Tezler
- Karboksimetil inülin'in hidroksiapatit kristalizasyonuna etkisi
The effect of carboxymethyl inulin on the hydroxyapatite crystallisation
ÖZGE CİNEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUALLA ÖNER
- Karbon nano tüp takviyeli biyoaktif seramik tozlarının sentezi, karakterizasyonu ve Ti-6Al-4V alaşımı üzerine kaplanması
Synthesis of carbon nanotube reinforced bioactive ceramic powders and electrophoretic deposition on Ti-6Al-4V alloys
CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
Doktora
Türkçe
2011
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENGİZ KAYA
- Manufacturing of fire resistant porous Ca-Silicate ceramics
Yanmaya dayanıklı gözenekli Ca-Silikat seramiklerinin geliştirilmesi
EZGİ OĞUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Seramik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇEKDAR VAKIFAHMETOĞLU
- Development of porous ceramics for wastewater purification
Atık su filtrelenmesi için gözenekli seramiklerin geliştirilmesi
DAMLA ZEYDANLI
Doktora
İngilizce
2019
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
DOÇ. DR. ÇEKDAR VAKIF AHMETOĞLU
- Burdur-Salda Gölü güncel magnezyumlu çökellerin oluşumu
The Formation mechanism and genesis of actual magnesium carbonate precipitations
MELEK DEMİRAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET SUNER