Nanokristal mnb alaşımının sentezlenmesi ve hipertermi uygulamasının araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanoteknoloji ve Nanotıp A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÇAĞKAN PİYAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): ŞADAN ÖZCAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Oda sıcaklığında ferromanyetik bir malzeme olan mangan-bor (MnB) alaşımı, manyetik özellikleri sebebiyle manyetik nanoakışkan hipertermi tekniği için uygun bir aday olabilir. AA (alternatif akım) manyetik alan altındaki malzemenin sıcaklık artışının kontrollü olması, oto kontrol hipertermi yöntemi ile sağlanır. Yöntem, malzemenin Curie sıcaklığı noktasında ferromanyetik özellikten paramanyetiğe geçişi ile ısı üretim mekanizmasının durmasını amaçlar. Bu çalışmada, MnB alaşımı yığın halde ark ergitme yöntemi ile elde edilmiştir. Yığın MnB alaşımının manyetik özellikleri titreşimli örnek manyetometresinde (VSM) manyetik alana karşı manyetizasyon ve sıcaklık (M-H, M-T) ölçümleri ile belirlenmiştir. Ferromanyetik özellikte olan yığın MnB alaşımının neredeyse sıfır olarak bulunan koersivite değerine karşılık doyum manyetizasyonu değeri 131 emu/g olarak bulunmuştur. Curie sıcaklığı ise yapılan M-T ölçümlerinde 292 oC (565 K) olarak bulunmuştur. MnB alaşımının Curie sıcaklığını düşürmek amacıyla yapıya eklenen (Mn55-xB45Cox, x=0, 1, 5, 10, 20, 30) kobalt (Co) elementinin ortaya çıkaracağı farklılıklar, yapısal ve manyetik özellikler bakımından incelenmiştir. Yapı içerisine atomik ağırlıkça %30' a kadar eklenen Co atomunun, mangan (Mn) atomları yerine oturmasıyla beraber örneğin doyum manyetizasyonunu 52 emu/g ve Curie sıcaklığını ise 139 oC' ye (412 K) kadar düşürmüştür. Bunun yanı sıra X-ışınları difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX) analizleri, Co atomunun eklenmesi ile yapıda birden çok fazın oluştuğunu göstermiştir. Çalışmada ayrıca, nanokristal MnB alaşımının hipertermi özellikleri incelenmiştir. Öğütme işlemi gezegensel tipte öğütücü kullanılarak, ıslak öğütme şeklinde gerçekleşmiştir. Öğütme işlemi parçacıkların doyum manyetizasyonu değerlerinde düşüşe sebep olmuştur. Fakat bu işlemin Curie sıcaklığı üzerinde belirgin bir etkisi görülememiştir. Yüzey aktif malzeme varlığında öğütülmüş örnekler heptan içerisinde çözülerek manyetik nanoakışkanlar elde edilmiştir. Nanoakışkanların içerisindeki parçacık büyüklükleri geçirimli elektron mikroskobu (TEM) analizleri ile tespit edilmiştir. Ortalama 11.3 nm – 4.4 nm aralığında boyuta sahip nanoparçacıkların manyeto-ısıl özellikleri, bir RF sinyal üreteci ve bir sıcaklık ölçer yardımı ile AA manyetik alan altında tespit edilmiştir. Nanoakışkan tarafından üretilen ısının bir ölçüsü olan SAR değeri (specific absorption rate - özgül emilim oranı), ortalama 7.7 nm boyutundaki MnB nanoparçacıkları için 97.5 W/g olarak belirlenmiştir. Co eklenen MnB yapısının SAR değerleri aynı verimlilikte olmamıştır. Yapılan bu çalışma, MnB tabanlı alaşımların yapısal ve manyetik özelliklerinin ileriki çalışmalara ışık tutması amacıyla gerçekleşmiştir. Ayrıca hipertermi uygulamaları için nanoakışkan olarak sentezlenen MnB tabanlı örneklerin özellikleri, daha sonra gerçekleşecek olası çalışmalara yol gösterici olarak açığa çıkarılmıştır.