Kinetics of boron fiber production
Bor elyafı üretim kinetiği
- Tez No: 56685
- Danışmanlar: PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kimyasal Buhar Biriktirme, Bor Elyafı, Bor Elyafı Üretim Kinetiği. M, Bor, Elyaf, CVD, Boron Fibers, Kinetics of Boron Fibers Production. IV, Boron, Fibre
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
oz BOR ELYAFI ÜRETİM KİNETİ?İ Sezgi, Naime Ash Doktora, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez yöneticisi : Prof. Dr. Timur Doğu Ortak Tez Yöneticisi: Prof.Dr. H. Önder Özbelge Kasım 1996, 203 sayfa Bortriklorür ve hidrojenden Kimyasal Buhar Biriktirme yöntemiyle bor elyafi üretim kinetiğini incelemek için iki yüze çarpan-jet reaktör tasarlanmış ve yapılmıştır. Çarpan-jet, paralel akım ve boru çeşidi reaktörlerde farklı sıcaklıklarda ve farklı reaktant kompozisyonlarında deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, reaksiyon sürecinin iki ayrı bağımsız reaksiyonla tanımlanabileceğini göstermiştir, bunlar boron biriktirme ve dikloroboran (BHC12) oluşma reaksiyonlarıdır. Reaktör çıkış gazlarının FT-IR spektrum analizi, borun kimyasal buhar biriktirmesinde dikloroboran oluşumunu kanıtlamıştır. 750 °C ile 1340 °C sıcaklık aralığında yapılan reaksiyonçalışmaları bor seçiciliğinin sıcaklıkla arttğını ve 1300 °C de 0,73 'e ulaştığını göstermiştir. Yapılan deneylerde dikloroboran'ın hem gaz fazında hem de sıcak substrat yüzeyinde oluştuğu anlaşılmıştır. Boron biriktirme reaksiyonunun 760 °C 'nin üzerinde, dikloroboran oluşum reaksiyonunun 300 °C de oluşması ve çarpan-jet reaktörde çıkış sıcaklığının 50 °C 'yi aşmaması sıcak substrat çevresinde ince bir termal sınır bölgesi olduğunu göstermiştir. Bu reaktörde dikloroboran yüzey reaksiyonuyla ya da yüzeye yakın dar bir bölgede oluşmaktadır. Çarpan-jet, paralel akım ve boru reaktörde yapılan deneyler karşılaştınldığmda bor ve dikloroboran oluşum reaksiyonlanmn çarpan-jet reaktörde alıkonuş süresinin kısa olması nedeni ile denge şartlarından uzak olduğu, paralel akım ve tüp çeşidi reaktörde dikloroboran reaksiyonunun dengede olduğu anlaşılmıştır. Reaksiyon mekanizması çalışmaları yüzey reaksiyonundan önce bortriklorür 'ün yüzeye adsorblandığını, bor biriktirme ve dikloroboran oluşum reaksiyonlanmn yüzeyde farklı basamaklarda oluştuğunu göstermiştir. Deneysel veriler ve her iki reaksiyonun birlikte gözönüne alındığı mekanizma sonuçlan karşılaştınldığmda Rideal Eley türü mekanizmamn bor biriktirme reaksiyonu için, Langmuir Hinshelwood türü mekanizmanm dikloroboran oluşum reaksiyonu için geçerli olduğu görülmüştür. Paralel akım ve çarpan-jet reaktörde elde edilen sonuçlar karşılaştınldığmda paralel akımda diffuzyon etkisinin önemli olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT KINETICS OF BORON FIBER PRODUCTION Sezgi, Naime Aslı Ph.D., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Timur Doğu Co-Supervisor: Prof.Dr. H. Önder Özbelge November 1996, 203 pages A dual impinging jet reactor was designed and constructed for the investigation of kinetics of Chemical Vapor Deposition of boron from boron trichloride and hydrogen. Experiments were conducted in impinging jet, parallel flow and tubular flow reactors at different temperatures and also at different reactant compositions. The experimental results showed that two independent reactions should be considered for the description of this process, namely deposition of boron and formation of dichloroborane. FT-IR spectra of the reactor effluent stream proved the formation of dichloroborane during chemical vapor deposition of boron. IllReaction studies conducted in the temperature range of 750 °C to 1340 °C showed that the selectivity of boron deposition increased with temperature, reaching to 0.73 at 1300 °C. The experimental results proved that dichloroborane formed both in the gas phase and also on the hot substrate surface. Boron formation reaction started above 760 °C while dichloroborane formation reactions occurred above 300 °C. In the impinging jet reactor, reactor outlet temperature is always less than 50 °C. These results indicated a very thin thermal boundary layer around the hot substrate. Dichloroborane formation took place either via a surface reaction or in a very narrow zone near the surface. Comparison of impinging jet, parallel flow and tubular flow reactor results showed that both of the reactions are far from equihbrium in the impinging jet reactor where the contact time of reactants with the surface is extremely small. On the other hand, in the parallel flow and tubular flow reactors dichloroborane formation reaction reached to equilibrium. Reaction mechanism considerations showed that boron trichloride was found to be adsorbed on the surface prior to the surface reactions. Boron deposition and dichloroborane formation reactions were found to take place following different roots on the surface. A Rideal Eley type mechanism which considered the reaction of adsorbed boron trichloride with gaseous hydrogen agreed well with the boron deposition rate data. On the other hand dichloroborane formation followed Langmuir Hinshelwood type rate model between the adsorbed boron trichloride and adsorbed hydrogen. Comparison of impinging jet and parallel flow reactor results proved the significance of diffusion resistance in the parallel flow system.
Benzer Tezler
- Kinetics of boron carbide formation by chemical vapour deposition technique
Kimyasal buhar biriktirme tekniği ile bor karbür üretim kinetiği
SABRİ NOYAN DİLEK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. ÖNDER ÖZBELGE
- Kil içeren kestelek kolemanitinin kükürt dioksit ile doyurulmuş sulardaki çözünürlüğü
Dissolution of kestelek colemanite containing clay minerals in water saturated with SO2
ÖZKAN KÜÇÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. MUHTAR KOCAKERİM
- Katı ortamda bor yayınımı ile sertleştirilen çelik yüzeylerinin kuru kayma halinde sürtünme ve aşınma davranışları
Başlık çevirisi yok
YAVUZ SOYDAN
- İnderit mineralinin sulu ortamda karbondioksit ile çözünürleştirilmesi ve çözünme kinetiğinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MÜNİR OKTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHİR ALKAN