Bor içerikli nanomalzeme üretim olanaklarının araştırılması

Günümüzde yaygın kullanım alanına sahip olan bor bileşikleri yüzyıla damgasını vuracak değerde olup, en büyük bor kaynaklarına sahip olan ülkemiz için çok büyük önem arz etmektedir. Bu kaynakların etkin bir şekilde değerlendirilerek yüksek katma değerli bor ürünlerinin üretilmesi Türkiye'nin refahı ve geleceğimiz için çok önemlidir. Üretim teknolojileri geliştirilen başlıca bor bileşikleri bor karbür, bor nitrür, bor hidrür, bor alaşımları ve alumina borattır. Bor karbür nanofiberler ekstra sertlik, hafiflik, yüksek elastik modülü ve nötron yakalama kapasitesi gibi özelliklerinden dolayı balistik uygulamalarda ve nükleer santrallerde, alumina borat nanofiberler ise yüksek ergime sıcaklığı, düşük yoğunluk, düşük ısıl genleşme katsayısı ve sürünme direnci gibi özelliklerinden dolayı kompozitlerde ve elektronik seramiklerde geniş bir uygulama alanı bulmaktadır. Bu çalışmada bor karbür ve alumina borat nanofiberler elektro-eğirme veya nanokalıp yöntemi ile üretilmeye çalışılmıştır.Elektro-eğirme yöntemi ile bor karbür nanofiber üretmek için iki farklı yöntem izlenmiştir. Birinci yöntemde borik asit, bor isopropoksit ve borane 1,2-bis(tert-butylthio)ethane kompleks başlangıç malzemeleri kullanılarak hazırlanan çözeltilerden elektro-eğirme yöntemi ile fiberler üretilmiştir. Fiber üretimi sırasında çözelti akış hızı, uygulanan gerilim ve altlık ile iğne ucu arasındaki mesafe gibi elektro-eğirme parametrelerinin fiber yapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İkinci yöntemde, poliakrilonitril/dimetilformamit çözeltisinden üretilen PAN nanofiberler nanokalıp ve karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. Alumina borat nanofiber üretiminde başlangıç malzemesi olarak aluminyum katkılı borik asit veya aluminyum nitrat/borik asit kullanılmıştır. Üretim sırasında viskozitenin fiber yapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Gerekli faz dönüşümlerini sağlamak üzere fiberlere ısıl işlem uygulanmıştır. Çözelti hazırlama, elektro-eğirme, ısıl işlem öncesi ve sonrası gibi fiber üretiminin tüm aşamalarında gerekli karakterizasyon işlemleri yapılmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda birinci yöntemle üretilen fiberlerde kısmen faz dönüşümleri gerçekleştirilmiş ancak fiber yapısı korunamamıştır, nanokalıp yöntemi ile borkarbür/karbon nanofiber üretimi gerçekleştirilmiştir. Diğer taraftan aluminyum katkılı borik asit veya aluminyum nitrat/borik asit başlangıç malzemeleri kullanılarak yapılan çalışmalarda alumina borat nanofiberler başarılı bir şekilde üretilmiştir.