Bor esaslı seramik nanofiberlerin elektrospinning tekniği ile sentezi ve karakterizasyonu

En popüler bor bileşiklerinden olan bor karbür (B4C), yüksek sertliğe, düşük yoğunluğa, yüksek ergime sıcaklığı ve kimyasal inertliğe sahiptir. Bor karbür gibi seramik malzemelerin sentezlenmesinde, polimer ve kompozit nanofiberler ve nanotüpler, nanoteknolojinin en cazip malzemelerinden sayılmaktadırlar. Söz konusu bu malzemeler, boyutlarının küçük, yüzey alanlarının büyük olmasından dolayı çeşitli uygulamalar için eşsiz mekanik, optik, elektronik, manyetik ve kimyasal özellikler sağlarlar. Bu çalışmada, farklı başlangıç oranlarında hazırlanan borik asit (H3BO3) ve polivinil alkol (PVA) çözeltisinden elektrospinning yöntemi ile bor karbür seramik nanofiberlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, hazırlanan çözelti ile uygulanan voltaj, çözelti akış hızı ve altlık ile iğne ucu arası mesafe gibi üretim parametrelerinin sonuçlara etkisi incelenerek optimum üretim şartları belirlenmiştir. Gerekli faz dönüşümlerini sağlamak üzere fiberlere ısıl işlem uygulanmıştır. 500 oC'de 2 saat süreyle hava ortamında yapılan kalsinasyon işleminden sonra öğütülen malzemeye mevcut ağırlığının iki katı kadar elementel bor ve ağırlıkça dört kat saf magnezyum tozu ilave edilmiştir. Daha sonra 4 atm basınçta preslenerek pelet haline getirilen örnekler 5 oC/dk ısıtma hızında argon atmosferli fırında 1300 oC'de 2 saat sinterlenmiştir. Çözelti hazırlama, elektrospinning, ısıl işlem öncesi ve sonrası gibi fiber üretiminin tüm aşamalarında gerekli karakterizasyon işlemleri (FT-IR, XRD ve SEM) yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda 300-400 nm aralığında çapa sahip bor karbür nanofiberler başarılı bir şekilde üretilmiştir.