Bakır-nikel (CuNi) ve bakır-nikel-indiyum (CuNiIn) alaşım nanopartiküllerinin ultrasonik sprey piroliz (USP) ve hidrojen redüksiyonu (HR) yöntemi ile üretilmesi
Production of copper-nickel (CuNi) and copper-nickel-indium (CuNiIn) alloy nanoparticles by ultrasonic spray pyrolysis (USP) and hydrogen reduction (HR) method
Yazar: RAMAZAN OĞUZHAN APAYDIN
Danışman: PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alaşımlar = Alloys ; Bakır alaşımları = Copper alloys ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Nikel = Nickel ; Sprey piroliz = Spray pyrolysis ; Sprey piroliz yöntemi = Spray pyrolysis method ; İndiyum = Indium

Özet:
Son yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıkan ve günümüzde çok ciddi yatırımlar ve çalışmalarla sürdürülmekte olan ?Nanoteknoloji çalışmaları, malzemelerin boyutlarının küçüldükçe özelliklerinin ne kadar değişebileceğini göstermiş ve gelecek vaad eden en önemli teknolojiler arasındaki yerini almıştır. Gelişmiş ve güvenilir teknolojik araçlar sayesinde yapılan karakterizasyon ve üretim çalışmaları ile desteklenen nanoteknoloji çalışmaları sayesinde birçok yeni malzemenin üretilmesi ve mevcut malzemelerin özelliklerinin geliştirilmesi mümkün duruma gelmiştir. CuNi ve CuNiIn alaşımları özellikle uzay-havacılık sektörleri başta olmak üzere, yakıt pilleri, sensör uygulamaları, manyetik malzemelerin üretilmesi, çeşitli organik bileşiklerin parçalanması, bölgesel ve hipotermik kanser tedavisi, pompa, valf, ısı dönüştürücüleri gibi parçalarda da kullanım bulmaktadır. Bu tez çalışmasında, bakır-nikel (CuNi) ve bakır-nikel-indiyum (CuNiIn) alaşım partikülleri Ultrasonik Sprey Piroliz (USP) ve Hidrojen Redüksiyonu (HR) yöntemi ile nano boyutta yüksek safiyetteki bakır, nikel ve indiyum tuzlarından hazırlanan farklı konsantrasyonlardaki başlangıç çözeltilerinden üretilmiştir. Bakır-Nikel alaşımlarının üretilmesi amacıyla bakır ve nikel tuzlarından 0,1; 0,3 ve 0,5 M başlangıç konsantrasyonlarına sahip başlangıç çözeltileri kullanılırken,  Bakır-Nikel-İndiyum alaşımlarının üretilmesi amacıyla da 0,1 M ve 0,3 M başlangıç konsantrasyonuna sahip çözeltiler hazırlanmıştır. Termodinamik incelemeler sonucunda deney sıcaklıkları 700; 800 ve 900 oC olarak belirlenmiştir. Diğer deney parametreleri ise 1,7 MHz ultrasonik frekans ve 0,5 L/dak sabit gaz (H2) akışı şeklindedir. Elde edilen partiküller X-Işınları Difraktometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS) kullanılarak karakterize edilmiştir. Yapılan analizler sonrasında Elde edilen sonuçlar kristalizasyonu tamamlanmış, mikron altı boyutta, küresel morfolojiye sahip partiküllerin üretilmiş olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Nanotechnology showed up in the second half of the last century and nowadays studies are continued with serious investments. It showed that the properties of the materials can be changed by decreasing the dimensions and became one of the most important technologies with a promising future. With advanced and reliable characterization and production activities, supported by technological tools, it has become possible to product new materials and to develop the properties of existing materials. CuNi and CuNiIn alloy particles find applications in particular sectors, including aerospace, fuel cells, sensor applications, the production of magnetic materials, a variety of decomposition of organic compounds, regional and hypothermic treatment of cancer, pumps, valves, heat exchangers and etc. In this thesis study, copper-nickel (CuNi) and copper-nickel-indium (CuNiIn) alloy particles were produced from their high purity salts by Ultrasonic Spray Pyrolysis (USP) and Hydrogen Reduction (HR) method. For the production of copper-nickel (CuNi) alloys precursor solutions with 0.1 M, 0.3 M and 0.5 M concentrations and for the production of copper-nickel-indium (CuNiIn) alloy particles precursor solution with 0.1 M and 0.3 M concentrations were used. Thermal reduction temperatures were determined as 700, 800 and 900 oC after thermodynamic investigations. Other experimental parameters are 1.7 MHz ultrasonic frequency and 0.5 L/min gas (H2) flow rate. Particles obtained from the experiments were characterized by X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Results showed that well-crystallized, submicron, spherical particles were produced.