Bor karbür üretimi ve karakterizasyonu

Bor mineralleri insanlık tarihi boyunca kullanılmıştır. Bugün, dünya ölçüsünde bilimsel ve teknolojik gelişimlerin getirdiği çağdaş uygulamalara baktığımızda bor ürünlerinin 200'ü alternatifsiz olmak üzere 250'yi aşkın malzemede kullanıldığını görmekteyiz. Bu bakımdan, bor mineralinden hammadde girdisi olarak başlayan uygulama ve etkinlikler pek çok sektör ve teknoloji alanını yakından ve doğrudan ilgilendiren bir ?tekno-ekonomik? unsur haline gelmiştir. Bor karbürün temel maddelerinden olan borun dünya rezervlerinin % 72'sinin Türkiye'de bulunması, rafine borların katma değerinin yüksek olması ve ülkemizin dünya teknolojik gelişmesinde yer alması için yapılan çalışma önemlidir.Bu çalışmada bor karbür üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bor karbürün yüksek sertliği, birçok kimyasal reaksiyona karşı dayanımı ve düşük yoğunluğu önemli özelliklerindendir. İçerik bakımından yaklaşık % 80 Bor ihtiva eden bor karbür yüksek ergime noktası, iyi kimyasal ve fiziksel kararlığından dolayı nötronların absorbe edilmesinde etkin ve ekonomik kullanıma sahiptir. Bor karbür askeri araçlarda zırh plakaları, uzay mekikleri, kimyasal korozif ortamlar, nükleer sanayi gibi pek çok alanda kullanılır.Sanayide Bor Karbür üretimi; 2600°C'de karbonlu direnç fırınında reaksiyona sokulması veya Susuz borik asit, grafit veya kok tozu ile ark ocağında birlikte ergitilmesiyle elde edilmektedir. Bu çalışmada üretim için iki farklı giriş maddesi kullanılmıştır. İlk olarak borik asit ve polivinil alkol'den Sol-Jel tekniği ile elde edilen ara ürün 750oC'de azot gazı ortamında piroliz edilerek, bor karbür ön maddesi üretilmesi planlanmıştır. Deneysel çalışmada ilk olarak polimerden seramiğe dönüşüm esnasında polivinil alkol içeren borun termal bozunma prosesi ile 3 oC/min, 5 oC/min, 20 oC/min ısıtma hızlarında TGA ve DSC çalışmaları yapılmıştır. Piroliz esnasında bekleme sıcaklıklarının ve bekleme sürelerinin etkilerini incelemek üzere son seramik ürünün XRD, FTIR analizleri yapılmıştır. Azot gazı ortamında, 3 oC/min ısıtma hızında, 750 oC'de, 3 saat piroliz edilen ürünlerin bor karbür üretimine elverişli oldukları gözlenmiştir. Ayrıca sitrik asit ve borik asitten de bor karbür üretmek için çalışmalar yapılmıştır. Elde edilen numunelerin 3 oC/min, 5 oC/min, 10 oC/min, 20 oC/min ısıtma hızlarında TG-DTA, XRD analizleri yapılmıştır. 1400 oC'de argon gazı ortamında 2 saat bekleme süresinde ısıtılarak B4C elde edilmiştir.