Synthesis of bismuth-tin core-shell particles and their use in photocatalytic and X-ray shielding applications
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ORÇUN DİNÇER
Danışman: Simge Çınar Aygün
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sıvı metal çekirdek-kabuk yapıları, çekirdek ve kabuklarının farklı bileşiminden türetilen özelliklerin benzersiz kombinasyonları nedeniyle çeşitli teknolojik zorlukların üstesinden gelmek için çok işlevli özelliklere sahip gelişmiş malzemelerin geliştirilmesine artan bir ilgi çekmektedir. Oda sıcaklığında sıvı halde bulunmalarından dolayı, Galyum (Ga) tabanlı sıvı metal sistemleri yoğun bir şekilde araştırılmıştır. Daha yüksek erime noktalarına sahip malzemeler için, aşırı soğutma seviyesini artırmak için çeşitli stratejiler geliştirilmiştir, bu da oda sıcaklığında parçacıkların sıvı formda üretilebilmesini mümkün hale getirmiştir. Yüksek erime sıcaklığına sahip ilginç bir sistem, 139 °C erime noktasına sahip bir ötektik yapı oluşturan bismut-kalay (BiSn) alaşımdır. Bununla birlikte, Ga tabanlı sıvı metal alaşımlarına kıyasla, BiSn sıvı metal alaşımlarına odaklanan sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu tezde, damlacık emülsiyon tekniğinin alaşım kompozisyonu ve işlem parametrelerinin soğutulmuş BiSn çekirdek-kabuk parçacıkların sentezi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Parçacıkların çekirdek-kabuk yapısı üç farklı çalışmada kullanılmıştır. İlk çalışmada, parçacıkların türüne ve sıvı ortamın içeriğine göre zeta potansiyel değerleri ölçülmüş ve sonuçlar parçacıkların sıvı ortamlarda dağılabilirliği ve yüzey kimyası hakkında bir içgörü sunmuştur. İkinci çalışmada, BiSn sıvı metal parçacıkların çekirdek kabuk yapısı, oksit kabuğunun iyi dağılım karakteristiklerini ve sıvı metal çekirdeğinin esnekliğini bir araya getirmek için kullanılmıştır. BiSn alaşımının X-ışını koruma yeteneği ile birlikte, BiSn sıvı metal parçacıklar, termoplastik poliüretan matrisine entegre edilerek esnek, hafif X-ışını koruma kompozit filmler oluşturulmuştur. Ayrıca, bu kompozitlerin antimikrobiyal özellikler sergilediği bulunmuştur. Son olarak, BiSn çekirdek-kabuk parçacıkların fotokatalitik organik boya parçalanmasında kullanılma potansiyeli araştırılmıştır. Bant aralığı değerleri parçacık türüne ve uygulanan ısıl işleme göre değiştiği bulunmuştur. Genellikle parçacıklar düşük bant aralığı değerleri (<3,6 eV) gösterse de, boya bozunum performansları dikkat çekici bir özellik göstermemiştir.