Alüminyum ve hidroksil uçlu polibütadien (HTPB) bazlı kompozit malzemelerin yaşlanmasında aşındırıcı ortam etkilerinin incelenmesi
Investigation of the corrosive enviroment effects on ageing of aluminium and hydroxy-terminated polybutadiene (HTPB) based composite materials
Yazar: GÜNSELİ SEZİGEN BAYRAM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYLİN AYTAÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Hidroksi üç gruplu polibütadien = Hydroxy terminated polybutadiene

Özet:
Alüminyum (Al) ve Hidroksil Uçlu Polibütadien (HTPB) kompozit roket yakıtlarında yaygın olarak kullanılan malzemelerdir. Bu çalışmada, kompozit malzemelerin içeriğinde yer alan HTPB ve Alüminyumun değişen oranlarının zamana bağlı olarak yaşlanması incelendi. Bu amaçla, farklı HTPB/Al oranlarında (HTPB/Al: 4,44; 2,77; 1,88; 1,33) kompozit numuneler hazırlandı. Daha sonra bu numuneler etüvde, nem ve oksijen atmosferlerinde 90 ?C'de 22 gün yaşlandırıldı. Yaşlandırmanın korozyon davranışları üzerindeki etkileri, 25 ±0,1 0C'de 0,1 M HCl çözeltisi içinde Tafel ekstrapolasyon metodu ile incelenirken, numunelerin mikroyapıları XRD analizleri ile incelendi. Sonuçlar numunenin yüzeyindeki alüminyum oksit tabakasının başlangıçta pasif olduğunu ancak beş yıl sonunda oksit tabakasının açılarak, alüminyum yüzeyinin aktifleştiğini gösterdi. On yıl yaşlandırma süresi sonunda oksit tabakasının tekrar oluştuğu ve yüzeyi pasif hale getirdiği tespit edildi. Yaşlandırma boyunca yüzeyde aktif-pasif geçişlerin birbirini takip ettiği XRD ve Tafel ekstrapolasyon yöntemi ile belirlendi.Ayrıca yine, nem ve oksijen atmosferlerinde numuneler mikrokalorimetre sisteminde 900C'de 22 gün yaşlandırıldı ve zamana karşı ısı akış eğrileri elde edildi. Aşındırıcı ortam etkisinin Oksijen < Nem < Nem + Oksijen sırası ile artış gösterdiği belirlendi. Tek başına nem ya da oksijen ortamlarında, kompozitin reaktifliğinin, numune içindeki alüminyum oranına bağlı olduğu, nem + oksijen ortamında ise, alüminyum ve HTPB'in her ikisininde reaktifliği arttırdığı ısı akışlarındaki artıştan tespit edildi.

Abstract:
Aluminum (Al) and Hyroxyl-Terminated Polybutadiene (HTPB) are most common ingredients for composite rocket propellants. In this study, various ratios of Al and HTPB ageing with time in composite materials were investigated. For this purpose, composite samples were prepared at different HTPB /Al ratios (HTPB / Al: 4.44, 2.77, 1.88, 1.33). Then, they were aged at 90 ?C for 22 days in the oven under humidity and oxygen atmosphere. While the effects of aging on the corrosion behavior of the composite materials were investigated by using Tafel extrapolation method in 0.1 M HCl aqueous solution at 25 ±0,1 0C, the microstructure was investigated by XRD analyses . The results showed that oxide layer of aluminum on the surface of the sample was passive at the beginning, but after five years, the oxide layer was opened and aluminum started to be activated. After ten years ageing time, it was determined that oxide layer was formed again and the surface was become passive. Active-passive transitions on the surface during ageing were identified by XRD and Tafel Extrapolation methods followed each other.In addition to this, again under humidity and oxygen atmosphere, samples were aged in a microcalorimetry system at 90 ?C for 22 days and the heat flow per unit time were investigated. The increment of the effects of corrosive enviroment was determined in order of Oxygen