Manufacturing process development for lanthanum hexaboride (LaB6) thin film filaments
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENDÜSTRİ VE SİSTEMLER MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BİSET TOPRAK
Danışman: Bahadır Tunaboylu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Nadir toprak hekzaborürlerinin (REB6) aşınma ve korozyona karşı koruyucu, dekoratif ve termiyonik ince filmleri gelecek vaat etmektedir. Mevcut birçok hekzaborür arasında benzersiz özellikleri nedeniyle lantan hekzaborür (LaB6) çoğunlukla elektron mikroskoplarında parlak ve uzun ömürlü termiyonik emisyon kaynağı olarak kullanılmaktadır. Fakat günümüzde kullanılan tek kristal LaB6 katotların aksine LaB6 ince film kaplı metal filamentler basit tasarımı, kolay kurulumu, düşük fiyatı ve az enerji tüketimi nedeniyle daha avantajlı görülmektedir. Bu çalışmada, magnetron sıçratma sistemi kullanılarak tantal (Ta), molibden (Mo) ve tungsten (W) tel alttaşlar üzerine (LaB6) ince filmler kaplanmıştır. LaB6 filmlerinin alttaşlara yapışkanlığını belirlemek için film yüzeylerine bant testi uygulanmıştır. Bant testi uygulanan filmlerin morfolojisi, yapısı ve stokiyometrisi stereo mikroskobu, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını fotoelektron spektroskobu (XPS) ile analiz edilmiştir. Stereo mikroskobu ve SEM analizi sonuçlarına göre geliştirilen filmlerde soyulma olmadığı ve filmlerin alttaşlara iyi yapışma sağladığı gözlemlenmiştir. LaB6/W filminin XPS analizi filmin oksitlendiğini ve filmlerde lantan, bor ve oksijen dışında herhangi bir elementin bulunmadığını göstermiştir. Analiz sonuçları, mevcut deney parametreleri altında tungsten teli üzerine kaplanan filmin kompoziyonunun lantan tetraborür (LaB4) olduğunu göstermektedir. Karakterizasyon çalışmalarına ek olarak ince film filamentlerin tasarımı ve maliyet analizi de yapılmış olup çalışma sonucunda düşük maliyetli filament uygulaması için umut verici sonuçlar elde edilmiştir