Borofen üretimi karakterizasyonu ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Characterization of borophene production and determination of tribological properties
Yazar: EMRE YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. DOĞUŞ ÖZKAN
Milli Savunma Üniversitesi / Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Savunma Yönetimi Ana Bilim Dalı / Savunma Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Günümüzde iki boyutlu malzemeler üstün mekanik, elektronik ve optik özellikleri 
sayesinde başta savunma sanayi olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadır. Grafenin 
keşfi iki boyutlu malzemelere olan ilgiyi arttırarak bu alanda yapılan çalışmaların 
sayısının artmasına sebep olmuştur. Özellikle son yıllarda grafen ile ilgili birçok 
araştırmanın yapıldığı literatürde yer almaktadır. Grafen ile ilgili yapılan çalışmalar 
araştırmacılara başka iki boyutlu malzeme üretimi konusunda yol göstermiştir. Bu 
çalışmanın konusu olan borofen ise tıpkı grafene benzer üstün özelliklere sahip, 
üzerinde henüz çok çalışma yapılmamış olan bir malzemedir.
Bu tez çalışmasında borofen utrasonik sonikasyon destekli sıvı faz eksfoliasyon 
yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen malzemenin yüzey morfolojisinin ve kimyasal 
bileşiminin tespitinde SEM, XPS, Raman Spektroskopisi yöntemleri kullanılmıştır. 
Yapılan analizler neticesinde üretilen malzemenin karakteristik özelliklerine sahip bağ 
yapısı ve kimyasal bileşimde olduğu literatürde yapılmış olan çalışmalarla da 
kıyaslanarak tespit edilmiştir. Daha sonra borofenin tribolojik özelliklerinin tespiti 
maksadıyla aşınma testlerine tabi tutulmuştur. Aşınma testlerinde baz yağa %1, %3 ve 
%5 oranlarında ilave edilen ZDDP ve borofenden hazırlanmış numunelerin aşınma 
14
performansları incelenmiş ve yüzey analizleri yapılmıştır. Aşınma testleri sonucunda 
%5 konsantrasyona sahip borofen numunesinin tribolojik performansa en yüksek 
katkıyı sağladığı tespit edilmiştir. Borofenin tribolojik performansa sağladığı bu katkı
sayesinde borofen yağlama yağına katkı maddesi olarak kullanılabileceği tespit 
edilmiştir.

Abstract:
Nowadays, two-dimensional materials are used in many fields, especially in the defense 
industry, due to their superior mechanical, electronic, and optical properties. The 
discovery of graphene has increased interest in two-dimensional materials, leading to a 
rise in the number of studies conducted in this area. In particular, many studies related 
to graphene have been documented in the literature in recent years. Research on 
graphene has guided researchers in the production of other two-dimensional materials. 
Borophene, which is the subject of this study, is a material with superior properties 
similar to graphene but has not yet been extensively studied.
In this thesis, borophene was produced using the liquid-phase exfoliation method 
supported by ultrasonic sonication. SEM, XPS, and Raman Spectroscopy methods were 
used to determine the surface morphology and chemical composition of the produced 
material. As a result of the analyses, it was determined that the produced material has a 
bonding structure and chemical composition with characteristic properties, compared to 
studies documented in the literature. Subsequently, wear tests were conducted to 
determine the tribological properties of borophene. In the wear tests, the wear 
16
performance of samples prepared from ZDDP and borophene, added to base oil at 1%, 
3%, and 5% concentrations, was examined, and surface analyses were performed. As a 
result of the wear tests, it was found that the borophene sample with a 5% concentration 
provided the highest contribution to tribological performance. Thanks to this 
contribution of borophene to tribological performance, it has been determined that 
borophene can be used as an additive in lubricating oil.