Nadir toprak elementleriyle katkılandırılmış borat camların fiziksel ve radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Analysis of elastic, mechanical, optical and radiation shielding properties of rare earth elements doped borate glass
Yazar: İLYAS İZGÜDEN
Danışman: PROF. DR. YAHYA TAŞGIN
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bor oksit = Boron oxide ; Cam = Glass ; Kırılma tokluğu = Fracture toughness ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Nadir toprak elementleri = Rare earth elements ; Radyasyon = Radiation ; Sertlik = Hardness ; Yoğunluk = Density

Özet:
Bu çalışmada Ülkemizde yer alan zengin bor madeni rezervinin daha verimli
kullanılması amacıyla ana maddesi bor oksit olan ve içerisine yine ülkemizde ham madde
olarak bulunan ve yeni keşifler ve incelemelere konu nadir toprak elementleri katkılanarak
hazırlanan ve kurşun katkılı camlara alternatif olabilecek ve yüksek teknoloji ürünlerinde
(Akıllı cihaz ekranları, uzay ve sağlık teknolojileri gibi) kullanılabilecek yeni nesil
radyasyon kalkanlayıcı camlar üretmektir.
Üretimi yapılan ürünlerin öncelikle XRD yöntemi ile faz tanımlaması yapılmış ve
numunelerin amorf yapısına sahip cam olduğu belirlenmiştir.
Üretilen numunelerin FTIR yöntemi ile kimyasal bağları ve moleküler yapıları
araştırılarak düzgün bağlar oluşturan camlar olduğu belirlenmiştir.
Elde edilen numunelerin UV-Vis Spektroskopisi yöntemi ile ışık geçirgenliği ve
soğurma spektrumları belirlenerek normal cam karakteri gösterdiği belirlenmiştir.
Camların camsı özelliklerinin iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiş ve mekanik
özelliklerden yoğunluk, sertlik, kırılma toklukları ve gevreklikleri incelenmiş ve sonuçları
değerlendirilmiştir.
Cam örneklerinin radyasyon zırhlama ölçümleri Atatürk Üniversitesi Fen Fakültesi
Fizik Bölümü Prof. Dr. Wolf Weyrich Yüksek Enerji Spektroskopisi Laboratuvarı'nda
bulunan deney düzeneği kullanılarak yapılmış ve cam örneklerinin kurşun katkılı camlara
alternatif olabilecek seviyede radyasyon kalkanlama yaptığı belirlenmiştir.
Bu çalışmanın amacı yapılan nadir toprak elementleri katkılı borat camlarda
radyasyon zırhlamanın yanı sıra mekanik ve fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesinde
yardımcı olacak bir yayın (Tez) oluşturarak bilimsel çözümler sunmaktır.

Abstract:
In this study, in order to use the rich boron mineral reserves in our country
more efficiently, the main material of which is boron oxide and is prepared by adding rare
earth elements, which is also a raw material in our country and which is the subject of new
discoveries and investigations, can be an alternative to lead added glasses and can be used
in high technology products (Smart device). to produce new generation radiation shielding
glasses that can be used (such as screens, space and health technologies).
First of all, the phase definition of the manufactured products was made by XRD
method and it was determined that the samples were glass with amorphous structure.
The chemical bonds and molecular structures of the produced samples were
investigated by the FTIR method and it was determined that they were glasses that formed
smooth bonds.
The light transmittance and absorption spectra of the obtained samples were
determined by UV-Vis Spectroscopy method and it was determined that they showed normal
glass character.
It was determined that the glassy properties of the glasses gave good results and the
mechanical properties such as density, hardness, fracture toughness and brittleness were
examined and the results were evaluated.
Radiation shielding measurements of glass samples were made by Atatürk
University, Faculty of Science, Department of Physics. Dr. It was made by using the
experimental setup in the Wolf Weyrich High Energy Spectroscopy Laboratory and it was
determined that the glass samples had radiation shielding at a level that could be an
alternative to lead-doped glasses.
The aim of this study is to present scientific solutions by creating a publication
(Thesis) that will help in improving the mechanical and physical properties of borate glasses
with rare earth elements, as well as radiation shielding.