Production of boron fiber by chemical vapor deposition and its characterization
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 1997
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: AYŞE ERSOY
Danışman: TİMUR DOĞU
Özet:ÖZ KİMYASAL BUHAR ÇÖKTÜRME YÖNTEMİYLE BOR ELYAFININ ÜRETİMİ VE ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Ersoy, Ayşe Yüksek lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez yöneticisi: Prof. Dr. Timur Doğu Ocak 1997, 144 sayfa Kimyasal buhar çöktürme yöntemiyle, yaklaşık 100 um çapındaki kısa bor elyafları, hidrojen ve borüçklorür gazlarının tungsten teli üzerinde tepkimeye girmesiyle üretilmiştir. Bu çalışmada, gazların tel yüzeyine paralel olarak aktığı quartz bir reaktörde farklı sıcaklıklarda ve farklı giriş gaz akımlarında deneyler yapılmıştır. Bu süreç incelenirken birbirinden bağımsız iki tepkime göz önüne alınmıştır, bunlar bor çöktürme ve dikloroboran (BHCI2) gazı oluşturma tepkimeleridir. Çıkış gazlarının analizi FT-IR spektrofotometresi aracıyla sürekti olarak ve aynı anda yapılmıştır. Deney sonuçlan göstermiştir ki, örneğin yüzeyin sıcaklığı arttıkça dikloroboran oluşumu artmıştır, fakat sıcaklığın artmasıyla borüçklorür bozulmasında önemli ölçüde bir değişiklik olmamıştır. Bu da bir yandandikloroboran gazı oluşurken, diğer yandan da bor oluşumu tepkimesinde film madde aktarımı direncinin ne kadar önemli olabileceğini açıkça göstermektedir. Bu sistemde dikloroboran seçiciliği ortalama olarak 0.86 olarak hesaplanmıştır ve bu değer iki yüze çarpan jet reaktör sisteminde hesaplanan (Sezgi, 1996) seçiciliğe göre oldukça yüksektir. Bunun sebebi paralel akım bor biriktirme sisteminde, borüçklorür moleküllerinin reaktörde alıkonuş sürelerinin uzun olmasıdır. Laminar akım aralığında (Re~0.45-1.36), örneğin yüzey sıcaklığım (1225±25 °C) ve giriş gaz mol yüzdesini (0.03370) sabit tutmak suretiyle, giriş gaz akımını değiştirerek de bir seri deneyler yapılmıştır. Bu deneyler sonrasında, gaz akımının artırılmasıyla dikloroboran dönüşümünün düştüğü görülmüştür. Çünkü moleküllerin hızı arttığında, reaktördeki bulunuş süreleri azalmaktadır. Diğer taraftan, giriş akımının artmasıyla katı bora dönüşüm artmıştır çünkü giriş akımının artmasıyla Reynold sayısı artmakta ve dolayısıyla madde aktarımı katsayısı yükseltmektedir. Bu sonuç aynı zamanda parallel akım sistemindeki bor oluşumu tepkimesinde madde aktarımı direncinin önemini de kanıtlamaktadır. Taramalı elektron mikroskopundan alman fotoğraflarda, borun değişik kaynaklarda da belirtilen dört kristal yapısı da görülmüştür. Bunlar amorf, ?- rombohedral, ?-rombohedral ve ?-tetragonal kristal yapılandır. Bu kristal yapılar arasında P-rombohedral yapının mekanik özellikleri bakımından diğerlerinden daha üstün ve termodinamik özellikleri açısından da daha kararlı olduğu bilinmektedir. Dolayısıyla endüstride kullanılan sürekli bor üretimi sistemlerinde bu yapıya ulaşmak bir amaçtır. Bu çalışmada küçük kristallerden oluşmuş (1 um) ?-rombohedral kristal yapı 1310 ile 1330 °C yüzey sıcaklık aralığında üretilmiştir. Anahtar Sözcükler: Kimyasal Buhar Çöktürme, Elyaf, Bor Elyafı, Kaplama. VI