Islak kimyasal aşındırma yöntemi ile nanometre boyutunda tetragonal baryum titanat parçacıkların sentezi
Synthesis of nanometer-sized tetragonal barium titanate by the wet-chemical etching technique
Yazar: SERCAN BAYINDIR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÖZEN
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Asitler = Acids ; Aşındırma = Abrasion ; Baryum titanat = Barium titanate ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
21. yüzyıl teknolojisi olan nanoteknoloji alanında çalışmalar günden güne artmakta iken bu teknolojiye uygun birçok malzemeler, malzeme üretim yöntemleri ve yeni yaklaşımlar elde edilmektedir. Nanoteknolojinin ilgi alanına giren nano boyutlarda malzeme üretimleri için ekonomik, hızlı üretim, yüksek saflıkta ve kolay üretilebilirlik kriterlerinin uygun koşullarda sağlanmasına yönelik çalışmalar tüm hızıyla devam etmektedir. İlgili teknik alanda en çok kullanılan üretim yöntemleri arasında hidrotermal, sol-jel, katı-hal reaksiyonları, solvotermal vb. yöntemler yer alırken bu çalışmada ıslak aşındırma yöntemi kullanılmaktadır. Islak aşındırma yöntemleri genellikle yarı iletken teknolojisi ve silikon bazlı malzemelerin yüzey kısımların morfolojisini düzenlemek üzere kullanılan bir yöntem iken bu çalışmada çokça üretimi ve kullanım alanı olan perovskit seramik malzeme olan baryum titanatların tanecik boyutlarının küçültülmesinde kullanılabilirliği araştırılmaktadır. Çalışmada ıslak aşındırma kimyasalları olarak HCl, HF, H2SO4 ve HNO3 kuvvetli asitleri ve bunların belli karışımları kullanılmaktadır. Ayrıca bu çalışmada söz konusu ıslak aşındırma kimyasallarının, baryum titanat ile optimum düzeyde tepkime verebilmesi için 120 ℃, 60 ℃ ve oda sıcaklığında reaksiyon ortam şartları test edilmektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda ıslak aşındırma kimyasallarının, baryum titanatlar için tane boyutların küçülmesine olanak sağladığı, ıslak kimyasal aşındırma işlemleri sonucunda malzemelerin homojenliğinde bozulmaların gerçekleşmediği ve özellikle 120 ℃ reaksiyon sıcaklığının ıslak kimyasal aşındırma işlemleri için daha uygun olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Studies in the field of nanotechnology, a 21st century technology, are increasing day by day. Many different materials, material production methods and new approaches are studied in the field of nanotechnology. Efforts are continuing at full speed for low-cost, fast production, high purity and easy manufacturable nano-sized materials. Hydrothermal, sol-gel, solid-state reactions, solvothermal etc. are among the most used production methods in the field of nanotechnology. In this study, the wet-chemical etching method was used for the production of nano-sized barium titanate particles. Wet etching methods are generally used to modify the surface semiconductors such as silicon-based materials. The usability of the wet-chemical etching method on submicron-sized barium titanate powder, a perovskite ceramic material, was investigated here. Strong acids such as HCl, HF, H2SO4 and HNO3 and their mixtures were used as wet etching chemicals. The experiments were conducted at 120 °C, 60 °C and room temperature to determine the effect of etching on barium titanate particles. As a result, it was determined that the etching chemicals, specifically HNO3 and H2SO4, reduced the particle-size of barium titanate particles to a certain extent. The particle-size uniformity as well as the crystal phase composition of the particles were preserved after the wet-chemical etching procedure at a temperature of 120 °C.