Hidrotermal yöntemle (SnO2)xZnO(1-x) sentezlenmesi ve ince film hedef malzemesi üretimi
Synthesis of (SnO2)xZnO(1-x) via hydrothermal method and production of target materials
Yazar: İKBAL GÖZDE TUNCOLU
Danışman: DOÇ. DR. EMEL ÖZEL ; PROF. DR. ENDER SUVACI
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Bu çalışmada, hidrotermal yöntemle sentezlenen, geniş uygulama alanına sahip (SnO2)x(ZnO)1-x tozlarının faz gelişimleri farklı x değerlerinde (x=0-1) incelenmiştir. Uygulanan sentez koşulları altında, x değerinin değişimine bağlı olarak ZnO (x=0), SnO2 (x=1) ve Zn2SnO4 (x=0.29) fazlarının oluştuğu, ZnSnO3 fazının ise oluşmadığı tespit edilmiştir. ZnO fazının oluşumu, pH, başlangıç maddesinin derişimi, sentez ortamı ve süresi gibi süreç parametreleri açılarından değerlendirilmiştir. %99.96 (kütlece) saflıkta, 4-10 µm tane boyutunda 100ºC'de, çiçeksi ve çubuksu morfolojilerde ZnO tozu hidrotermal metot ile başarıyla sentezlenmiştir. Zn2SnO4 ve ZnSnO3 fazlarının saf olarak sentezlenebilmesi için başlangıç maddesi derişimi, hidrotermal sentez sıcaklığı ve süresi ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar %99.93 (kütlece) saflıkta Zn2SnO4 tozlarının molce Zn/Sn = 2.4:1 olacak şekilde, pH' 9.0'da, 220°C'de ve 24 saat süreyle hidrotermal süreç sonucunda üretilebileceğini göstermiştir. Elde edilen kararlı faza sahip tozların ince film uygulamalarında kullanılabilmesi için sinterleme davranışları incelenmiş ve seramik hedef malzeme haline getirilmişlerdir. Hidrotermal yöntemle üretilen ZnO tozu için sinterleme sıcaklığı 1100ºC, Zn2SnO4 tozu için ise 1200ºC olarak belirlenmiştir. 

Anahtar kelimeler: Hidrotermal yöntem,  (SnO2)x(ZnO)1-x, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, hedef malzeme

Abstract:
In this study, phase development of hydrothermally synthesized (SnO2)x(ZnO)1-x powder which has wide range of application areas, was examined with different x values (x=0-1).  Depending on the changing x value ZnO (x = 0), SnO2 (x = 1) and Zn2SnO4 (x=0.29) phases have been obtained, while ZnSnO3 has not been obtained under the conditions of synthesis. Formation of ZnO phase pH, concentration of starting material, synthesis environments and time were evaluated in terms of process parameters. ZnO powder which has 99.96% purity (by mass), 4-10 μm particle size, flower and rod like morphology, was synthesized successfully at 100 º C by the hydrothermal method. Concentration of starting material, hydrothermal synthesis temperature and time were studied in detail for obtaining of pure Zn2SnO4 and ZnSnO3 phases. The results showed that 99.93% (by mass) purity of Zn2SnO4 powder can be produced Zn/Sn=2.4:1 by mole with 220°C, 24 hours by hydrothermal synthesis. Sintering behavior of obtained powders which have stable phases, have been examined and formed into the ceramic target materials for to be used in thin film applications. Sintering temperatures were determined 1100°C for ZnO and 1200°C for Zn2SnO4.

Keywords: Hydrothermal method, (SnO2)x(ZnO)1-x, ZnO, Zn2SnO4, ZnSnO3, target material