dc.contributor.advisor | Kip, F.Çiğdem | |
dc.contributor.advisor | Dinçer Yılmaz, Nil Ezgi | |
dc.contributor.author | Kamal, Hazal | |
dc.date.accessioned | 2022-10-20T10:53:42Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.date.submitted | 2022-05-25 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/26974 | |
dc.description.abstract | The aim of this thesis is to develop and characterization of granular and film pyrotechnics materials. Pyrotechnic materials are flammable which can ignite faster than other energetic material such as explosive and propellant and therefore they are highly sensitive to external effects (friction, impact etc).
In this study, Aluminium metal and Boron semi-metal were used as fuel and different metal oxides (Copper (II) Oxide, Iron (III) Oxide and Molybdenum Oxide) were used as oxidizer in all pyrotechnic mixing. Polyvinylidene Fluoride (PVDF) was used that has good thermal and chemical stability and also high hydrophocity level as binder. All film and granular samples were prepared by mechanical mixing. Granular structures were mixed in hexane and film structures were mixed in DMF medium by using mechanical mixing method.In additon, film pyrotechnics also were prepared by ısing Mayer rod.
The thermal behaviour of film and granular pyrotechnics were characterized by DSC/TGA Instrument and the combustion characteristics of samples were characterized by using Bomb Calorimetry. The products of gas and solid that occur after combustion were determined by XRD and TG-MS. The surface area of raw materials (metal,semi-metal,metal oxides) were measured by B.E.T method. Hydrophobic properties of film pyrotechnics were measured by Static Contact Angle Instrument. Theoretical calorific values of the samples were calculated by ICT-Code Programme.
The result showed that the film pyrotechnic materials ignited 100-250 ºC earlier than the granular pyrotechnics due to PVDF's reactive structure. It was determined the solid burned product of granular pyrotechnics depending on their equvailence ratio and it was observed that as the equivalence ratio come close to stoichiometry, thermite reactions are more efficient and accordingly the solid burned product value increases between 1.65 and 4.4 times. The calorific value of all pyrotechnic mixtures were measured from 438 to 1008 cal/g depending on various oxidizer and fuel type, different equivalence ratio (from 1.5 to 12.5) and binder effect. It was seen that equivalence ratio is more affected on calorific value of pyrotechnics. Static contact angle test was performed for PVDF binder and this angle was measured as 101.67 º. By this means, it was shown that the film pyrotechnics are hydrophobic. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Piroteknik/termit malzemeler | tr_TR |
dc.subject | Hidrofobik | tr_TR |
dc.subject | Film/granül yapılar | tr_TR |
dc.subject | Kalorifik değer | tr_TR |
dc.subject | PVDF | tr_TR |
dc.subject | Denklik oranı | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Kimya mühendisliği | tr_TR |
dc.title | Granül ve Hidrofobik Film Yapılı Piroteknik/Termit Malzeme Sentezi ve Karakterizasyonu | tr_TR |
dc.title.alternative | Synthesıs And Characterızatıon Of Granular And Hydrophobıc Fılm Structure Of Pyrotechnıc/Thermıte Materıals | tr_en |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Tez kapsamında, film ve granül yapılı piroteknik malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyon testlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Piroteknik malzemeler, patlayıcı ve yakıt gibi diğer enerjik malzemelere kıyasla daha hızlı tutuşabilen bu nedenle darbe, sürtünme gibi dış etmenlere karşı hassas olan yanıcı ve parlayıcı malzemelerdir.
Tez çalışmasında, yakıt olarak adlandırılan Alüminyum metali ve Bor yarı-metali kullanılmış, oksitleyici olarak Bakır (II) Oksit (CuO), Demir (III) Oksit (Fe2O3) ve Molibden Trioksit (MoO3) metal oksitleri seçilmiştir. Film yapılı piroteknik malzemelerin hazırlanmasında, termal ve kimyasal kararlılığı yüksek aynı zamanda reaktif ve hidrofobik özellik gösteren bir bağlayıcı olan Poliviniliden Florür (PVDF) kullanılmıştır. Granül yapılı piroteknik malzemeler Hekzan, film yapılı piroteknik malzemeler ise N, N Dimetilformamid (DMF) ortamında, mekanik karıştırma yöntemi ile hazırlanmıştır. Ek olarak film yapılar, Mayer Rod isimli aparat kullanılarak elde edilmiştir.
Hazırlanan film ve granül yapılı piroteknik karışımların yanma karakteristiklerini belirlemek için Simultane Diferansiyel Taramalı Kalorimetre/Termogravimetrik Analiz (Simultane DSC/TGA Yöntemi (STA)) cihazı ve yanma sonrası açığa çıkaracakları ısı enerjisini ölçmek için Bomba Kalorimetre cihazı kullanılmıştır. Yanma sonrası açığa çıkan gaz-katı fazdaki ürünleri belirlemek adına Termogravimetrik Analiz (TG)-Kütle Spektroskopik Analiz (MS) (TG-MS) ve X-ışını Difraktometrisi (XRD) cihazları ile testler yapılmıştır. Kullanılan ham maddelerin (metal/yarı-metal ve oksitleyiciler) yüzey alanlarını ölçmek için Brunauer, Emmet ve Teller (B.E.T) metodu ile Yüzey Alanı analizi yapılmıştır. Film yapılı malzemelerin hidrofobik özelliklerini belirlemek için Statik Temas Açısı testi gerçekleştirilmiştir. Malzemelerin teorik kalorifik değerleri ICT Code programı kullanılarak elde edilmiştir.
Elde edilen sonuçlara bakıldığında, PVDF bağlayıcısının reaktif özelliği sayesinde, film yapılı piroteknik malzemelerin, granül yapılı piroteknik malzemelere kıyasla 100-250 ºC daha erken tutuştukları görülmüştür. Denklik oranı stokiyometrik orana yaklaştıkça termit reaksiyonların veriminin arttığı ve buna bağlı olarak katı ürün çıktılarının 1.65 ila 4.4 kat arasında arttığı belirlenmiştir. Farklı oksitleyiciler ve yakıtlar, farklı denklik oranları (1.5 ile 12.5 aralığında) ve PVDF bağlayıcısı kullanılarak hazırlanan film ve granül yapılı piroteknik malzemelerin kalorifik değerleri tüm bu parametrelere göre değerlendirilmiştir. Denklik oranının kalorifik değer üzerinde etkili bir parametre olduğu ve elde edilen değerlerin 438-1008 cal/g aralığında ölçüldüğü görülmüştür. Hazırlanan film yapıların ortam nemine karşı dayanıklı olduklarını (hidrofobik) göstermek amacıyla, PVDF için statik temas açısı testi yapılmış ve sonuç 101.67 º olarak ölçülmüştür. Bu değere göre film yapıların da hidrofobik olduğu değerlendirilmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Kimya Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | 6 ay | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2023-04-24T10:53:42Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |