Sentetik kolemanitten mekanokimyasal yöntem ile kalsiyum hekzaborür sentezi
Synthesis of calcium hexaboride from synthetic colemanite by mechanochemical method
Yazar: AYLİN YASEMİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET FIRAT KARABULUT
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında toprak alkali metal borürler sınıfından, kıymetli bir bor uç ürünü olan kalsiyum hekzaborürün (CaB6) ekonomik bir şekilde sentezi çalışılmıştır. Metal borürler, formüllerindeki bor/metal oranına göre adlandırılır, metalce zengin ve borca zengin olmak üzere iki sınıfta değerlendirilirler. Birçok metalin bor ile etkileşimi sonucunda çok çeşitli ikili bileşikler oluşmaktadır. MB6 fazı her durumda uygun miktarda bor ve metalin reaksiyonu sonucu oluştuğu için metal borürlerin en kararlısıdır. CaB6 buna bir örnektir. CaB6, refrakter özelliklere sahip bir bor ürünü ve aynı zamanda ileri uç bor ürünlerinin sentez reaksiyonunda da reaktif olarak kullanılabilen kıymetli bir ara üründür. Yapılan çalışmada sentetik kolemanit kullanılarak ve karbotermal yöntemde var olduğu gibi yüksek sıcaklık gereksinimi olmadan, oda şartlarında herhangi bir ara basamak veya ara ürüne gerek duymaksızın kalsiyum hekzaborür sentezi gerçekleştirilmiştir. Pahalı reaktiflerin ve yüksek proses gereksinimlerinin olmaması bu sentezin ekonomik yollarla gerçekleştirilebilmesini mümkün kılmıştır. Ürünün karakterizasyonunda FT-IR ve XRD analizlerine başvurulmuştur. XRD kırınım desenlerinde, sentezlenmiş olan kalsiyum hekzaborüre ait pikler görüldüğü gibi önerilen reaksiyona göre yan ürün olan kalsiyum oksit piklerinin var olduğu da görülmüştür. Karakterizasyonu yapılan ürün saflaştırılmış, kül fırınında 900°C'de yakılmış ve FT-IR analizi yapılmıştır.

Abstract:
In this study, the economical synthesis of calcium hexaboride (CaB6), a valuable boron end product from the alkaline earth metal borides class, was studied. Metal borides are named according to the boron / metal ratio in their formulas and are classified in two classes as metal-rich and boron-rich. As a result of the interaction of many metals with boron, a wide variety of binary compounds are formed. MB6 phase is the most stable of metal borides because it is formed as a result of the reaction of appropriate amount of boron and metal in all cases. CaB6 is an example. CaB6 is a boron product with refractory properties and also a valuable intermediate product that can be used as a reagent in the synthesis reaction of advanced end boron products. In the study, calcium hexaboride synthesis was carried out using dehydrated colemanite and without the need for high temperature as in the carbothermal method, without the need for any intermediate step or intermediate product. The absence of expensive reagents and high process requirements made it possible to achieve this synthesis in an economical way. FT-IR and XRD analysis were used in the characterization of the product. In XRD diffraction patterns, it was also observed that calcium oxide peaks, which are byproducts according to the proposed reaction, exist, as can be seen from the peaks belonging to the synthesized calcium hexaboride. The characterized product was purified at 900°C, burned in the ash furnace and FT-IR analysis was performed.