LEE- Kimya Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19351

Gözat

Yazar "Akman, Süleyman" ile LEE- Kimya Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Yüzey işlemleri öncesi cam yüzeyine uygulanan çözeltilerin etkileri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Canbazoğlu, Semin ; Akman, Süleyman ; 693658 ; Kimya
    Cam yüzeyinin kimyasal ve fiziksel özelliklerinin detaylı bir şekilde bilinmesi önemlidir. Yüzeydeki atomların enerjisi yüksektir ve koordinasyonlarını en üst düzeye çıkararak enerjilerini minimize etmeye çalışırlar. Bunun yolu da cam yüzeyine uygulanan işlemler ve/veya cam yüzeyinin maruz kaldığı ortam sayesinde cam yüzeyinden bazı bileşenlerin uzaklaşması ve/veya cam yüzeyine bazı bileşenlerin fiziksel veya kimyasal adsorpsiyonudur. Bunun sonucu olarak yüzeyin kimyasal ve fiziksel özellikleri değişebilmekte; yüzey, korozyona uğrayabilmekte, yüzeye uygulanacak kaplamanın yapışması olumsuz etkilenebilmekte ve en sonunda kaplamanın özellikleri değişebilmektedir. Camın korozyon mekanizmasının belirlenebilmesi ve gerekli önlemlerin alınıp korozyon direnci yüksek kaplama yüzeylerinin elde edilebilmesi gerekmektedir. Düz cam yüzeyi, kalay banyosundan çıktıktan hemen sonra, soğutma sırasında ve özellikle depolama ve nakliye sırasında havadaki nem ile temas eder. Camla temas eden su, özellikle Na+ ve Ca2+ katyonlarının yüzeye difüzyonuna neden olur. Soda kireç silika camında bulunan bu alkali iyonlar, yüzey hidrasyonu ile yüzeyde sodyum hidroksit ve/veya sodyum karbonat oluşumuyla sonuçlanan iyon değişimini içerir, bu da sulu çözeltinin pH değerini arttırarak camın yüzey reaktivitesini artırır ve SiO2 ağ yapının çözünmesine, dolayısıyla korozyon, optik özellik ve mekanik mukavemetin bozulmasına neden olabilir. Kimyasal veya mekanik mukavemeti arttırmak için alkalilerin yüzey bölgesinden uzaklaştırılması amacıyla cam yüzeyinin kaplanmasından önce etkili yıkama işlemleri uygulanmaktadır. Tez çalışmasının ilk kısmında, kaplama uygulamaları öncesinde, yüzeyden alkalilerin uzaklaştırılması için cam yüzeyine uygulanan farklı ön temizleme işlemlerinin etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, yüzey liçleme hücresi kullanılarak düzcam yüzeylerinden çözeltilere geçen alkali miktarının sıcaklığa bağlı değişimi, yüzey kompozisyonu, bağ yapısı, yüzey morfolojisi ve yüzey gerilimi analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, soda kireç silikat cam yüzey temizliğinin, iyon değişimi yoluyla basma gerilmesi tabakasının oluştuğu kimyasal temperleme işlemine etkisi incelenmiştir. Ön işlem uygulanmış ve uygulanmamış numunelerin yüzey kompozisyonları, bağ yapıları, yüzey morfolojileri incelenmiş, kimyasal temperleme işleminden sonra numunelerde meydana gelen ağırlık değişimleri, iyon değişim miktarları, yüzey basma gerilmesi ve tabaka derinliği, kırılma yükü analizleri gerçekleştirilmiştir. Kimyasal temperleme işlemi, difüzyon temelli iyon değişim reaksiyonlarına dayanır. Alkali oksit içeren cam, camsı geçiş sıcaklığının altında, eriyik alkali tuz banyosuna daldırılmasıyla harici çekme gerilmesine karşı bir artık basma gerilme tabakası oluşturulur. Bu durum, cam yüzeyindeki küçük çaplı alkali iyonların, daha büyük çaplı alkali iyonlarla değiştirilmesiyle elde edilir. Yüzeyde oluşan basma gerilmesi camın mekanik olarak dayanımının artmasına neden olur. Kimyasal temperleme işlemi için temizleme işlemi uygulanmamış, deiyonize su ve asidik çözeltilerle temizlenen cam yüzeyler, eriyik KNO3 banyosunda belirli süre ve sıcaklıkta iyon değişimine tabi tutulmuştur. Cam yüzeyinin ön temizlenmesiyle elde edilen sıkıştırılmış tabakanın derinliği arasındaki ilişki yüzey gerilmesi analiziyle incelenmiş ve birim yüzey alanı başına toplam yer değiştiren iyon miktarı ile ilişkilendirilmiştir. Ön temizleme işlemi, işlem uygulanmamış numunelere kıyasla kimyasal temperleme sonrasında potasyum yüzey konsantrasyonu değişerek yüzey stres profillerine ve tabaka derinliğine etki etmektedir. Bu bulgu, kimyasal temperleme için camın optimum ön işlem koşullarının belirlenmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır. Uygun yüzey temizleme işlemleriyle, halka-üstü halka çift eksenli bükme testlerinde, kimyasal temperlenmiş camlar için daha yüksek kırılma yüklerinin elde edildiği tespit edilmiştir.