Preparation of TiO2 thin films on metal substrates by cathodic arc deposition technique
Ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile metalik taban malzemeleri üzerinde TiO2 ince filmlerin üretimi
- Tez No: 142999
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ti02 gündelik yaşamda yer almış temel maddelerden biridir. Boyalarda, kozmetik ürünlerde ve gıda maddelerinde beyaz pigment olarak sıkça kullanılmaktadır. Bunun yanında, tehlikesiz oluşu, ucuzluğu ve kimyasal kararlılığı gibi belirgin özelllikleri onu geniş boyutta kullanılan bir fotokatalist konumuna sokmuştur. Ti02 üç kristal yapıda bulunmaktadır: rutil, anataz, ve brukit. Rutil ve brukit ile karşılaştırıdığında, anataz en yüksek fotokatalitik aktiviteyi göstermektedir. TİO2 toz malzemelerin kullanımındaki zorluklar araştırmacıları ince filmler üzerinde çalışmaya yönlendirmiştir. Literatürde, TİO2 ince filmlerin hazırlanmasına yönelik olarak sol-jel prosesi, kimyasal buhar biriktirme, fiziksel buhar biriktirme, iyon implantasyon ve ALD (atomic layer deposition) tekniklerini içeren birçok çalışma bulunmaktadır. Fakat, ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile TİO2 ince film hazırlanmasına yönelik çalışmalar azdır. Mevcut çalışmada, TİO2 ince filmler Ti ve paslanmaz çelik yüzeyler üzerinde ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle hazırlanmıştır. TİO2 ince filmlerin elde edilmesi ve özelliklerinin değerlendirilmesi amacıyla yapılan deneysel çalışmaları 3 grup altında toplamak mümkündür. 1- Ti ve paslanmaz çelik taban malzemeleri üzerinde TİO2 ince filmlerin oluşturulması, 2- İnce film X-ışınları difraktometresi, kalınlık ve sertlik ölçümleri ile filmlerin yapısal karakterizasyonu, 3- Filmlerin fotokatalitik aktitesinin görüntülenmesi. Kaplama işlemi Ark-FBB üniesinde gerçekleştirilmiştir (Model NVT-12, Novatech- SEB, Moscow). Numuneler, değişik kaplama sıcaklıklarında manyetik fokus kullanılarak ve manyetik fokus kullanılmayarak kaplanmıştır. Manyetik fokus kullanılmadan kaplanan numuneler taban malzemesinin sıcaklığındaki artışla birlikte farklı kristal yapılar sergilemiştir. 200 °C'de yapılan kaplamalar amorf özelliktedir. 250 °C'de anataz fazı bir miktar rutil fazıyla birlikte gözlenmektedir. 300 °C ve 350 °C'nin üzerindeki kaplama sıcaklıklarında filmler rutil yapısındadır. Bunun yamnda, magnetik fokus ile kaplanan tüm numuneler anataz kristal yapısına sahiptir. Filmlerin fotokatalitik özellikleri TİO2 kaplı paslanmaz çelik numunlerin 2 ppm'lik rodamin B çözeltisini parçalama kabiliyetleri ve gösterdikleri antibakteriyel özellikler neticesinde belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
TİO2 is one of the basic materials in everyday life. It has been widely used as white pigment in paints, cosmetics and foodstuffs. However, its superior properties such as relatively safe, inexpensive and chemically stable structure make it most widely used photocatalyst. TİO2 exist in three crystalline modifications: rutile, anatase, and brookite. Compared with rutile and brookite, anatase shows the highest photocatalytic activity. The disadvantages of TİO2 powder material have directed researchers to work on TİO2 thin films. There have been many studies focused on preparation of TİO2 thin films by sol-gel process, chemical vapor deposition, physical vapor deposition, plasma immersion ion implantation, atomic layer deposition etc. However, a few studies have been reported about preparation of TİO2 thin films by cathodic arc deposition method. In the present study, TİO2 thin films have been prepared on Ti and stainless steel substrates by cathodic arc deposition technique. Three group of experiments were carried out in order to evaluate the technique for preparation of TİO2 thin films. 1- Deposition TİO2 thin films on Ti and stainless steel substrates, 2- Structural characterization of films with grazing angle X-ray diffractometer, 3- Monitoring the photocatalytic activity of films. Deposition process was conducted in an Arc-PVD unit (Model NVT-12, Novatech- SDE, Moscow). Specimens have been coated at different substrate temperatures and at two conditions; with magnetic focusing and without magnetic focusing. The crystallinity of TİO2 thin films was examined by grazing angle X-Ray diffraction method. Obtained diffraction data was compared with JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standarts) patterns. The films prepared without magnetic focusing exhibit different crystal structure with increasing substrate temperature. The film deposited at 200 °C is amorphous. At 250 °C, anatase phase with small contribution of rutile is observed. At the temperatures 300 °C and 350 °C, the films exhibit rutile structure. On the other hand, all of the films prepared with magnetic focusing exhibit anatase crystal structure. Photocatalytic activity of films was determined by the decomposition of 2 ppm Rhodamine B solution and the survival ratio of Escherichia coli K12 strain on the films after UV treatment.
Benzer Tezler
- ZrO2-TiO2 ince filmlerinin oluşturulması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of ZrO2-TiO2 thin films
SEMA TIĞLI
- Tungsten oksit ve katkılı tungsten oksit ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of tungsten oxide and doped tungsten oxide thin films
ESRA ÖZKAN ZAYİM
Doktora
Türkçe
2002
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA Z. TEPEHAN
- CeO2-TiO2(CeO2-ZrO2) ince filmlerinin oluşturulması, optik yapısal ve bazı elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Preparation and investigation of optical, structural and some electrochemical properties of CeO2-TiO2(CeO2-ZrO2) thin films
FARHAD E GHODSİ
- TiO2 ve katkılı TiO2 ince filmlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of TiO2 and doped TiO2 thin films
İBRAHİM TÜRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. G. GALİP TEPEHAN
- Aromatik bismaleimid türevlerinin sentezi ve sol-jel yönteminin incelenmesi
Synthesis of aromatic bismaleimide's derivatives and investigation sol-gel technique
MEHMET FİDAN