FBE- Nano Bilim ve Nano Mühendislik
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Nano Bilim ve Nano Mühendislik Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Konu "Aluminium" ile FBE- Nano Bilim ve Nano Mühendislik'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeNanoporoz Anodik Alüminanın Alüminyum Yüzeyinden Ayırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-09-11) Durmuşoğlu, Emek Göksu ; Ürgen, Mustafa ; 441478 ; Nanobilim ve Nanomühendislik ; Nanoscience and NanoengineeringNanoteknoloji geçtiğimiz yüzyılın en önemli gelişmelerinden biri kabul edilmektedir. Nanoteknoloji sayesinde insanoğlu yeni mühendislik uygulamaları için çok önemli bir alanı control edebilir hale gelmiştir. Nano kelimesi köken olarak Latinceden gelir ve ‘cüce’ anlamına gelir. Kelimenin tanımından da anlayabileceğimiz üzerine nano teknolojinin alanına maddenin küçük boyutluları girer. Yani nanometre bir ölçü birimidir ve metrenin milyarda biridir. Bir metreyi aklımızda canlandırmak pek sorun olmayacaktır çünkü günlük yaşantımızda uzunluğu genelde metre üzerinden hesaplarız. Ama bir kilometre veya bir milimetre biraz daha zor olacaktır ve metrenin milyarda biri kolay kolay aklımızda canladırabileceğimiz bir şey olmayacaktır. Bu nedenle bu noktada bilimsel bir yöntem olarak karşılaştırma daha uygun olacaktır. Bir nanometre (nm) genelde yaklaşık 10 atomun uzunluğudur (1 atom 1-4 angstrom çapındadır), DNA 2 nm, virüsler 100 nm, bakteriler 1000nm (1 mikrometre), kan hücreleri 2-5 mikrometre, saç telinin çapı 100 mikrometre, iğnenin başı ise 1 mm’dir. Nanoteknolojinin özel olmasının yani 1-100 nm arasındaki boyutun özel bir anlam içermesinin sebebi malzemelerin bu boyut arasında olağandışı özelliklerinin vuku bulmasıdır. Nano boyutta birçok malzeme normalden farklı davranışlar gösteriyor. Daha sağlam olabiliyorlar veya daha fazla iletken olabiliyorlar; opak maddeler transparan, katılar oda sıcaklığında sıvı olabiliyor veya yalıtkanlar iletken hale gelebiliyorlar. Bu genellikle maddenin küçülen boyutuyla birlikte büyüyen yüzey-hacim oranından kaynaklanıyor. Nano boyutta malzemelerin niteliksel olarak gösterdikleri farklılar için altın önemli bir örnektir. Altının bir külçe altınla, bir gram ve nokta kadar bir altın aynı kimyasal ve yaklaşık fiziksel özellikleri gösterir; yani parlak sarı renklidir, elektriği ve ısıyı iyi iletir vs. Ama altını daha küçültüp nanometre düzeyine getirdiğimizde olağanüstü bir durum ortaya çıkıyor ve altın mavi, pembe veya diğer renklerde olabiliyor ve bunula birlikte diğer tüm özellikleri de boyutuyla beraber değişmeye başlıyor. Nanoteknoloji ilgi alanı olan maddenin yaklaşık 100 nm’den daha küçük boyutları genel olarak maddenin niteliğinin değişmeye başladığı boyut olarak kabul edilir ve biz bu alana (0.1-100 nm) maddenin kuantum özelliklerinin açığa çıktığı alan diyoruz. Nano teknolojinin uğraşlarından biri maddenin kuantum özelliklerinin ortaya çıktığı 1-100 nm aralığında araştırmalar yapmaktır. Tabii araştırmakla kalması hayatlarımızda pek bir şeyi değiştirmezdi, nano teknoloji bununla beraber bu boyutlardaki maddeyi kontrol ve manipüle edebilmemizi ve bu boyutlarda ortaya çıkan olağandışı özellikleri proseslere uygulayabilmemizi sağlar. Atomsal düzeydeki malzemelerin amaca yönelik yapılandırılmalarında ve bu kadar küçük boyuttaki özel görüngülerden yararlanma birçok alanda yeni imkânların doğmasına yol açmıştır. Bu alanlardan bazıları şunlardır: Enerji, çevre tekniği, IT- Branşı, Tıp, Eczacılık vs. Atomsal düzeyde kimya, biyoloji ve fizik arasında sınır yoktur. Nanobilim yeni malzemeler üretmenin yanında, yeni malzemeler üretebilmek için gerekli olan uygulamaları üretebilmemizi de sağlıyor. Nanomalzemeler konusunda elde edilen son gelişmelerle birlikte poroz nanoyapıları hem bilimsel hem teknolojik araştırmalar için ilginç bir malzeme sınıfı haline getirdi. Nanoporoz yapılar, girintili çıkıntılı yapıları, aşırı derece büyük yüzey-hacim oranları, küçük boyutları ve içeriklerin karşılıklı etkileşimi nedeniyle, çoğunlukla bulk yapılara göre yeni ve gelişkin özellikler gösterirler. Nanoyapılı malzemelerin hem üretimi hem de pazarlaması için prosesler ticari olarak bulunmaktadır. Alüminyumun nanoporoz formda anodik oksidasyonu (anodizasyon) nanoboyutlu kalıpların üretilmesinde en yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir. Anodizsyon, alüminyum, niyobyum, tantalyum, titanyum, tungsten, zirconyum gibi belli metallerin üzerinde oksit tabakası büyütmek amacıyla kullanılan elektro-kimyasal bir yöntemdir. Anodizasyon prosesinin belli koşullarında –genellikle asidik çözeltilerde-, bu oksit tabakasını kendiliğinden düzenlenen poroz yapı olarak elde etmek mümkündür. Bu tezde bu poroz yapının morfolojik özellikleri üzerinde çalışılmıştır. Alüminyumun poroz anodize yapısı kendiliğinden düzenlenebilir altıgenler şeklinde dizilirler. İki adım anodizasyon işlemi ile elde edilen anodik alümina yapısal olarak çok düzgün bir dizilime sahiptir. Anodize yapılar por çapı, porlar arası mesafe, duvar kalınlığı ve membran kalınlığı gibi anodizasyon koşullarına ve birbirlerine göre değişen birçok yapısal özelliğe sahiptirler. Bu özelliklere etki eden parametleri anodizasyon potansiyeli, süresi, sıcaklığı, karıştırma, kullanılan çözelti olarak sayabilirz. Bu çalışmada bu parametrelerin morfolojik yapıya etkileri incelenmiştir. Düşük maliyeti ve kolay üretimleri nedeniyle, nanoporoz anodik alümina gibi nanoporoz membranlar çok yüksek en-boy oranlı yapıların üretimi için yaygın olarak kullanılırlar. NPAA’larda pore çapı ile membranın kalınlığı arasındaki oran çok yüksek olabilir. Bu özellik nedeniyle NPAA, nanoteller ve nanoçubuklar gibi yapıların üretimi için çok uygundur. Bugünlerde, NPAA membranlar birkaç şirket tarafından araştırma ve endüstriyel uygulamalar için ticari olarak üretiliyorlar. Okside yapıyı alüminyum üzerinde büyütmek kolay bir yöntemken NPAA membranları alüminyum üzerinden ayırma işlemi bu konuda çalışma yapan bir çok bilim grubu uzun surely olarak meşgul etmiş bir problemdir. Bugün, NPAA membranları ayırma işleminde kullanılan iki tane yöntem vardır; 1. Anodizasyon prosesi ardından kimyasal olarak selektif çözme ile alüminyum metalini elde etme. 2. Bariyer tabakasını hızlıca çözerek geriye metalik alüminyumu bırakan elektokimyasal ayırma prosesi. Selektif çözmeye dayanan kimyasal çok iyi bilinen bir yöntem olmasına rağmen proses için gerekli kimyasalların yüksek toksik olmasu prosesi uygulmam için zorlaştıran bir etken.Elektrokimyasal ayırma yöntemi, kimyasal çözme prosesine göre daha çevre dostu bir alternatiftir ve ayrıca kimyasal çözmede olduğu gibi kalan alüminyumun çözülmesini gerektirmez. Bunun yanında elektrokimyasal ayırma yöntemi çok daha hızlı ve basit bir yöntemdir. Bu nedenle bu tezde elektrokimyasak ayırma yöteminin özellikleri incelenecektir. Biraz once verilen avantajlara rağmen anodik oksidasyonun parametrelerinin ayrılan film üzerindeki etkisi sistematik olarak henüz incelenmemiştir. Bu çalışmanın hedefi elektrokimyasal çözme işlemindeki parametrik ilişkilerin incelenmesidir. Bu çalışma kendiliğinden düzenlenen nanoporoz alüminyum oksit membranların elde edilmesi ve daha sonra membranın perklorik-ethanol karışımı kullanılarak alüminyum yüzeyinden ayırılmasına dayanıyor. Ayrılma filminin karakteri üzerindeki anodik oksit yapının rolü, değişik anodizasyon voltajı, karıştırma hızı ve zamanı kullanılarak ölçülmüştür. Bu çalışmanın sonuçları anodik oksit yapının karakterinin bariyer katmanın morfolojisini etkilediğini ve bununda kaçınılmaz olarak ayrılan filmin yapısını değiştirdiğini göstermiştir.