Farklı kaplama teknikleri kullanılarak cam malzemelere termokromik özellik kazandırılması
Gaining thermochromic properties to glass materials by using different coating techniques
Yazar: LALE CİVAN
Danışman: PROF. DR. SEMRA KURAMA
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Kaplama = Coating ; Karakterizasyon = Characterization

Özet:
Bu çalışma fiziksel yorgunluğun izlenmesinde, yüksek ateşle ilişkili hastalıkların tespitinde, sıcaklık algılama uygulamalarında ve enerji tasarrufu sağlayan camlarda kullanılmak üzere fonksiyonel kaplamaların sentezine dayanmaktadır. Literatürdeki VO2 içeren çalışmalardan farklı olarak düşük maliyetli sol-jel yöntemiyle farklı kompozisyonlardaki termokromik pigmentlerle hazırlanan termokromik kaplamaların özellikleri değerlendirilmiştir. Yeşil termokromik pigment ile değişen sıcaklığa bağlı olarak optik özelliklerini değiştirerek binaların enerji tasarrufuna katkı sağlayan yeni nesil termokromik akıllı cam kaplamaların üretilmesi hedeflenmiştir. Aktivasyon sıcaklığı 33°C, 45°C ve 65°C olan termokromik pigmentlerin karakterizasyonundan sonra sol-jel yöntemiyle hazırlanan termokromik kaplamalar, kuvars lamel, cam ve kumaş altlıklar üzerine rakle, fırça, daldırma ve püskürtme gibi çeşitli kaplama teknikleriyle kaplanmıştır. Çeşitli sıcaklıklarda ısıl işlem görmüş termokromik kaplamaların yüzey sıcaklığı belirli bir seviyeye geldiğinde renk değiştirmiş ve soğutulduğunda geri dönüşümlü olarak orijinal rengine dönmüştür. Oluşturulan termokromik kaplamaların renk, tane boyut ölçümü yapılmış ve kızılötesi termal kamera, XRD, TGA, DSC, FTIR, SEM, TEM, UV-VIS ve UV-VIS-NIR spektrofotometre cihazlarıyla karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, yeşil termokromik pigmentle yapılan kaplamaların enerji tasarruflu camlarda ve yüksek ateşi tespit edebilen kumaşlarda kullanılma potansiyeline sahip olduğunu, siyah ve mavi pigmentlerle yapılan kaplamaların ise sıcaklık algılayıcı kaplamalar olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
This study is based on the synthesis of functional coatings for use in monitoring physical fatigue, for aimed the detection of diseases associated with high fever, in temperature sensing applications, and energy-saving glasses. Unlike the studies in the literature containing VO2, the properties of thermochromic coatings prepared with thermochromic pigments in different compositions by the low-cost sol-gel method were evaluated. With the green thermochromic pigment, it was aimed to produce new generation thermochromic smart glass coatings that contribute to the energy saving of buildings by changing the optical properties depending on the changing temperature. After characterization of thermochromic pigments with activation temperatures of 33°C, 45°C and 65°C, thermochromic coatings prepared by sol-gel method were coated on quartz lamella, glass and fabric substrates with various coating techniques such as squeegee, brush, dipping and spraying. When the surface temperature of thermochromic coatings heat-treated at various temperatures reached a certain level, they changed color and reversibly returned to their original color when cooled. Color and grain size measurements of the formed thermochromic coatings were made and characterization studies were carried out with infrared thermal camera, XRD, TGA, DSC, FTIR, SEM, TEM, UV-VIS and UV-VIS-NIR spectrophotometer devices. The results showed that coatings made with green thermochromic pigments have the potential to be used in energy-saving glasses and in fabrics that can detect high fever, while coatings made with black and blue pigments can be used as temperature-sensing coatings.