Development of a new infrared spectroscopic method based on multivariate calibration for the determination of aluminum and magnesium oxide thickness on aluminum foil and sheets surfaces
Alüminyum levha ve folyoların yüzeylerinde oluşan alüminyum ve magnezyum oksit kalınlıklarının belirlenmesi için çok değişkenli kalibrasyona dayalı yeni bir kızılötesi spektroskopik metot geliştirilmesi
- Tez No: 449127
- Danışmanlar: PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alüminyum alaşımları doğal bir oksit tabakasını yüzeyinde barındırır. Ancak kimi yüksek sıcaklık ısıl işlemleri veya tavlama işlemleri sonrasında da atmosferik oksijen ve/veya nemi yardımıyla malzeme yüzeyinde daha düzensiz kristalografik yapılarda oksit tabakası meydana gelir. Bir alüminyum alaşımının yüzeyinde oluşan nanometre mertebesindeki oksit kalınlığının ölçümü için uygulanabilecek yöntemler, uzun numune hazırlama işlemleri ve X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) gibi gelişmiş fakat pahalı ve zaman alıcı teknikler gerektirmektedir. Bu çalışmada, kızılötesi ve çok değişkenli kalibrasyon metotları kullanılarak alüminyum üzerindeki Al2O3 ve MgO kalınlıklarının ölçülebilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma kapsamında iki farklı alüminyum levha (3005 ve 3003BZ) örneği seçilmiş olup, Grazing Angle ATR aksesuarlı Fourier dönüşümlü kızılötesi spekstroskopisi ile ölçümleri alınmıştır. Dört farklı süre ve beş farklı tavlama sıcaklığı kullanılarak hazırlanan levha ve folyoların spektrumları alındıktan sonra, referans Al2O3 ve MgO kalınlıkları XPS ile ölçülmüştür. Elde edilen verilere kemometrik çok değişkenli kalibrasyon yaklaşımı uygulanmış ve modelleme çalışmalarında Genetik En Küçük Ters Kareler (GILS) ve Genetik Kısmi En Küçük Kareler (GPLS) metotları kullanılmıştır. Elde edilen modelleme sonuçları, hem Al2O3 hem de MgO kalınlığının belirlenmesinde başarıya ulaşılmış olup, XPS metodundan daha hızlı, basit ve kısa zamanda ölçüm yapma olasılığı sağlamıştır. GILS ve GPLS metotları ile elde edilen modellerin korelasyon katsayılarına bakıldığında, 0-25 nm arasında değişen Al2O3 kalınlığı ve 0-35 nm arasında değişen MgO kalınlıklarında, her iki model için de 0.919'den daha iyi modeller elde edilmiştir. Çalışma sonucunda FTIR-GATR spektroskopisinin oksit kalınlığını belirlemede hızlı ve tahribatsız ölçümler yapabildiği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Surface oxidation is a general problem for certain industrial applications such as coating and painting of the finished rolled products. A detailed understanding for the oxide growth mechanism as well as the development of a simple analytical method to measure this oxide thickness is very important in aluminum rolling industry and this study aims to develop a spectroscopic method to determine the oxide thicknesses on the surface of the aluminum by using multivariate calibration and infrared spectroscopy. Two main series of different aluminum alloys (3005 and 3003BZ) were selected in this study to develop a proposed methodology which is based on the combination of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) with Grazing Angle ATR accessory and chemometrics multivariate calibration techniques. In order to obtain oxide thickness values, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) was used and aluminum oxide (Al2O3) and magnesium oxide (MgO) thicknesses determinations were carried out by two different multivariate calibration models which are Genetic Inverse Least Squares (GILS) and Genetic Partial Least Squares (GPLS). These models were able to predict Al2O3 and MgO thicknesses using FTIR that is faster, easier and cheaper to operate as well as from XPS. The correlation coefficients of XPS reference oxide thickness values versus FTIR-GATR based GILS and GPLS predicted values were better than 0.919 in range of 0 to 25 nanometers for Al2O3 and 0 to 35 nm for MgO. These results suggest that grazing angle FTIR-ATR spectroscopy may offer a simple and nondestructive alternative for quick determination of oxide layer thickness.
Benzer Tezler
- Helal gıda kapsamında yumuşak şekerlemelerde jelatin kökeninin tespitinde spektroskopik ve kromatografik yöntemlerin geliştirilmesi ve metot validasyonu
Development of spectroscopic and chromatographic techniques and validation of methodologies for determination the source of gelatin in gummy candies in the scope of halal food
NUR ÇEBİ
Doktora
Türkçe
2018
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ
PROF. DR. MUHAMMET ARICI
- Ftir histo-spectroscopic evaluation and chemometric discrimination of colon cancer
Kolon kanserinin ftır hısto-spectroscopıc değerlendirmesi ve kemometrik ayrıştırımı
SUSAN NAJAH MAHDI AL-KINANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KIZIL
- Meme kanserinin ftır ve kemometri tekniği kullanımı ile erken teşhisi
Early diagnosis of breast cancer using ftir and chemometry technique
HİDAYET BENGİSU GEDİKLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN KIZIL
- Development of fast and simple analytical methods for the determination of honey adulteration and forgery based on chemometrics multivariate data analysis by using molecular spectroscopy
Baldaki sahteciliğin ve tağşişin belirlenmesi için kemometrik veri analizine dayalı basit ve hızlı moleküler spektroskopik metotların geliştirilmesi
BAŞAK BAŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Epoksi-fonksiyonelli silikat içerikli polimer nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of epoxy-functional silicate-containing polymer nanocomposites
KÜBRA ŞERİFE YÜKSEL