Enerji Depolama Cihazlarına Yönelik Çinko Ferrit Nanoparçacıkların Sentezi Ve Dielektrik Özelliklerinin İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Can Siret DOSDOĞRU
Danışman: Banu Süngü Mısırlıoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Spinel Ferrit nanoparçacıklar, yüksek manyetik doygunluk, yüksek Curie sıcaklığı, yüksek dielektrik sabiti gibi dikkat çekici özellikleri nedeniyle birçok bilim ve mühendislik araştırma alanlarında önemli bir yere sahiptir. Gelişen teknoloji ve sanayi sonucunda bu nanoparçacıkların tıp, fizik, kimya, mühendislik gibi birçok alanda kullanım alanlarının artacağı öngörülmektedir. Ferritler ilave metalik iyon içeren demir oksitli bileşiklerdir. Bu M^(+2) metal iyonlarının uygun oranlarda katkılanmasıyla ferrit malzemelerin manyetik ve dielektrik özellikleri ayarlanabilmekte; böylelikle tercih edilen sektöre göre malzemelerin uygulanabilirliği ve kullanılabilirliği sağlanmaktadır. Ferritlerin kullanılabileceği en önemli alanlardan birisi elektriksel enerji depolama sistemleridir. Ferrit nanoparçacıkların iyi dielektrik malzemeler olmaları bu malzemelerin kısa süreli yüksek akım için kullanılan kapasitörlerde veya elektrot malzemesi olarak süperkapasitörlerde kullanımlarına olanak sağlamaktadır. Ferrit nano parçacıkların sentezinde sol-gel, ortak çöktürme, solvotermal ve hidrotermal vb. birçok yöntem kullanılmaktadır. Bunlar arasında hidrotermal tekniği kolaylığı, ucuz olması ve toksit özelliği olmaması nedeniyle en elverişli yöntemdir. Ayrıca sentez sürecinde kullanılan parametrelerin verimli şekilde değiştirilerek kontrol edilebilir özellikte nanoparçacık sentezi mümkün olduğundan oldukça avantajlı bir tekniktir. Bu tez çalışmasında, hidrotermal tekniği kullanılarak yüksek dielektrik sabitine sahip 〖Zn〗_x 〖Fe〗_(3-x) O_4 (0≤x≤1) çinko ferrit nanoparçacıkların sentezlenmesi hedeflendi. Buna göre, çinko ferrit nano parçacıkların dielektrik özelliklerine sentez aşamasının reaktif konsantrasyonu, çözelti pH değeri ve tavlama sıcaklığı etkileri beraber ele alınarak kapsamlı şekilde incelendi. Bu bağlamda, dielektrik uygulamalar bakımından en verimli sentez parametreleri araştırıldı. Sentezlenen nanoparçacıkların dielektrik performanslarının analizinde empedans spektroskopi tekniği kullanıldı. Ayrıca XRD, FTIR ve FESEM yapısal analizler alınarak, örneklerin kristal yapıları, parçacık boyutları, şekilleri, fonksiyonel bağları incelendi ve elde edilen sonuçların dielektrik özelliklere olan etkileri tartışıldı. Böylece enerji depolama sistemlerinde kullanımları bakımından avantajlı, dielektrik özellikleri açısından umut vaad eden çinko ferrit nanoparçacıkların hidrotermal sentezi için optimum sentez koşulları belirlendi. Anahtar Kelimeler: Nanoparçacık, çinko ferrit, hidrotermal metot, yapısal karakterizasyon, dielektrik özellikler