Mekanokimyasal yöntemle demir silisyum bileşiğinin üretilmesi ve radar absorpsiyon malzemesi olarak kullanılabilirliği
Production of iron silicide by mechanochemical method and usability as radar absorbtion material
Yazar: GÜLSÜN AKTAŞ
Danışman: PROF. DR. METİN GÜRÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Radar absorpsiyon malzemeleri (RAM); radar tarafından gönderilen elektromanyetik dalganın bir kısmını soğurarak malzemenin radarda tespitini güçleştiren malzemelerdir. Ülkemizde maalesef RAM üretimi yapılamadığı için yurt dışından ithal edilmesi gerekmektedir. RAM vb. stratejik öneme sahip ürünleri ülkemizde üretirsek hem kendi silahlı kuvvetlerimizde istediğimiz yerde ve zamanda kullanabilmesi hem de diğer ülkelere bu malzemelerin satışının yapılabilmesi mümkün olacaktır. RAM olarak kullanılabileceği değerlendirilen demir silisyumun üretilmesine bu yüzden karar verilmiştir. 

Bu doktora çalışmasında da; yüksek enerji çarpımlı öğütücü ile yapılan mekanokimyasal teknik kullanılarak demir silisyumun üretilmesi, üretilen malzemenin uygun bağlayıcı ile karıştırılarak yüksek sıcaklığa dayanıklı hale getirilmesi ve radar absorpsiyon malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır.

Demir silisyum (Fe3Si) üretim koşullarının optimize edilmesi için parametrik çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışmada en önemli parametre olan silisyum miktarı ilk önce optimize edilmiş ve %17 olarak belirlenmiştir. Daha sonra sırasıyla en uygun çalkalama süresi, sinterleşme sıcaklığı ve süresinin belirlenmesi için deneysel çalışma yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda çalkalama süresi 1000 dakika, sinterleme sıcaklığı 12000C ve sinterleme süresi de 2 saat olarak optimize edilmiştir. Fe3Si üretilebilmesiyle RAM için en önemli kısım olan manyetik ışınları soğurma özelliğine sahip pigment üretimi sağlanmıştır. Üretilen pigmentin boya haline getirilebilmesinde yüksek sıcaklık dayanımı da amaçlandığı için silikon esaslı bağlayıcının kullanılmasına karar verilmiştir. Hazırlanan boya hem 18-40 GHz aralığında yaklaşık -16 dB absorpsiyon yaptığı hem de 5700C'a kadar özelliklerini koruduğu için yüksek sıcaklığa dayanıklı RAM olarak kullanılabileceği değerlendirilmiştir.

Abstract:
Radar absorption material (RAM); absorbs a portion of electromagnetic waves transmitted by radar and make it difficult to be detected by radar.  Unfortunately, in our country (Turkey), RAM cannot be produced and have to be imported from other countries. If RAM etc. other strategic materials will be produced in our country, we want to be able to use in Turkish Armed Forces with no limitation for place or time and can sale RAM to other countries. Therefore, the production of strategic materials such as RAM, is very important for our country.  Because of these reasons, synthesis of iron silicon, which can be used as RAM, was decided. 

The aims of this thesis are; to produce iron silicide by mechanochemical method by using high energy mill, to mix by proper binder to produce high temperature resistant RAM and research to availability as RAM. 

Parametric study was performed to optimize production conditions of Iron silicon (Fe3Si). In parametric study, silicon percent is the most important parameter so firstly it was optimized and was found as %17. After that, milling time, annealing temperature and annealing time was optimized respectively.  Optimum milling time, annealing temperature and annealing time was identified as 1000 minute, 12000C and 2 hours respectively. The most important portion of RAM is pigment, which absorbs the magnetic waves, was completed by production of Fe3Si. Usage of silicon based resin was decided to produce high temperature resistant paint from produced pigment.  Produced paint absorbs -16 dB at 18-40 frequency bands as well as resistant to 5700C, so it was evaluated as high temperature resistant RAM.