Bal E. (Yürütücü), Çağlayan N., Arısoy C. F., Gök M. G., Özdemir K., Kibar C., et al.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2023 - 2024
Ülkelerin, savunma
alanındaki caydırıcı ürünlerinin nitelik ve niceliklerini arttırması,
savunma sanayini geliştirmesi ve bu ürünlerin ihracatının yapılması
uluslararası platformda prestijini arttırmasına katkı sağlayacaktır.
Bunun yanında ülkelerin teknolojilerini uydu ve uzay çalışmaları ile
geliştirmesi de oldukça önemlidir. Bu teknolojilerin geliştirilmesi
açısından roket ve füzeleri daha uzun menzile taşıyacak yakıtların daha
ekonomik ve etkin bir şekilde üretimi önemli bir rol oynamaktadır.
Yüksek kalorifik değerleri sayesinde katı roket yakıtı olarak metal
borürlerin kullanımına olan ilgi artmaktadır. Özellikle alüminyum
diborür (AlB2) ve magnezyum diborür (MgB2) hem maliyet bakımından hem de
yüksek yanma ısısı değerleri (AlB2 39,5 kJ/g, MgB2 37,8 kj/g) ile katı
yakıt olarak oldukça avantajlıdır. Bu çalışmada AlB2 ve MgB2 ergimiş tuz
sentezi yöntemi ile üretilecek ve yakıt katkı maddesi olarak
kullanılabilirliği araştırılacaktır. Katı yakıtların performansını
artırmak için kullanılan enerjetik bir bileşenin boyutu, morfolojisi,
üretim yöntemi, saflığı ve genel oksijen dengesi önemli özelliklerdir.
Ergimiş tuz sentezi yöntemi ile iyi kristal morfolojiye ve yüksek faz
saflığına sahip tozların düşük sıcaklık ve sürelerde üretimi mümkündür.
Çalışmada sentezlenecek olan metal borür tozlarının bilinen diğer sentez
yöntemleri ile üretiminde işlem argon ya da vakum ortamında
gerçekleştirilmektedir, ancak bu durum üretim maliyetlerini
arttırmaktadır. Bu çalışmada koruyucu atmosfer yerine normal atmosferde
oksidasyonu önlemek için tuz koruması kullanılacaktır. Böylece bu metal
borürlerin üretiminde üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve büyük ölçekli
üretimi için ergimiş tuz korumalı sentez yöntemi ilk defa
uygulanacaktır. Yöntemde kullanılan tuzlar geri kazanılarak tekrar
kullanılabilmekte ve bu tuzların geri dönüştürülebilmesi üretim
sürecinde ek maliyet tasarrufu sağlamaktadır. Ayrıca bu yöntem,
oksidasyon koruması için koruyucu atmosfer gerektirmediğinden pahalı
ekipmanlara ihtiyaç duymayan basit ve düşük maliyetli bir yöntemdir.
Üretilecek olan metal borürlerin üretim prosesinde, reaksiyonu
kolaylaştırmak ve oksidasyonu önlemek için toz halindeki NaCl+KCl
ötektik tuz karışımı ve KBr tuzları kullanılacaktır. Sentezleme işlemi
tuz kapsüllemesi ile normal atmosferde gerçekleştirilecektir Sentezleme
işleminin gerçekleştiği optimum sıcaklık ve sürenin belirlenmesi ve
istenilen toz boyut ve saflığına ulaşabilmek için işlem farklı sıcaklık
ve sürelerde gerçekleştirilecektir. Sentezlenen tozların
karakterizasyonu için SEM, faz saflığının kontrolü için XRD ve yanma
performansının incelenmesi için TG, DTA analizleri
gerçekleştirilecektir. Yanma ısısının belirlenmesi için bomba
kalorimetresi kullanılacaktır. Yapılan analizler sonucunda toz boyut
dağılımı 500-700 nm olan, %90 saflıkta alüminyum diborür ve % 85
saflıkta magnezyum diborür elde edilmesi ve sentezlenen metal borürlerin
yanma ısısı değerlerinin minimum AlB2 için 37 kj/g, MgB2 için 35 kj/g
olması hedeflenmektedir.
|
|
|
|