Saydam organik maddelerinin katı-sıvı yüzey enerjisinin ölçümü

Abstract

ÖZET SAYDAM ORGANİK MADDELERDE KATI-SIVI YÜZEY ENERJİLERİNİN ÖLÇÜMÜ Necmettin Maraşlı. EÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Kayseri. Bu çalışmanın amacı, saydam organik maddelerde, örnek olarak Succinonit- rile ve Camphene'de katı-sıvı yüzey enerjilerini ölçmektir. Çalışmada denge halindeki katı-sıvı arayüzeyi, katı-sıvı yüzey enerjisi, ve eğrilik aşırı soğuması ile ilgili temel kavramlar ve aralarındaki ilişkiler tartışıldı. Tane arayüzey oluk metodu incelendi ve denge halindeki katı-sıvı arayüzey durumunda deneysel olarak o yüzey enerji sini ölçmek için bu metodun en faydalı ve güçlü metod olduğu görüldü. Denge halinde katı-sıvı arayüzeyi elde etmek için sıcaklık gradyenti sistemi planlanıp yapıldı. Sıcaklık gradyenti sistemi ile 400 X kadar 8- 10 saat süre ile çok farklı değerlerde sabit sıcaklık gradyentleri elde edilebilir. Deney süresince sıcaklıklar kaydedildi ve oluk şekillerinin fotoğrafları çekildi. Tane arayüzey oluk şekilleri, katı-sıvı arayüzeyi ile tane arayüzeyinin ifeşistiği yerde oluşmaktadır. Tane arayüzey oluğu bölgesinde kararlı durum için ısı akısını çözen bir komputer programı geliştirildi. Oluk şekilleri kullanılarak komputer programı ve maksimum oluk derinliği metodu ile Gibbs-Thomson sabitleri Succinonitrile ve Camphene için hesaplandı. Her iki metod da benzer T değerleri verdi. Succinonitrile için katı-sıvı yüzey enerjisi, hesaplanan r değeri ve ha cim başına entropi değişimi kullanılarak hesaplandı. Hesaplanan bu de ğerlerin daha önce başka araştırıcılar tarafından bulunan değerlerle uyum içinde olduğu görüldü. Ayrıca o hesaplaması ile oluk şekillerin- den tane arayüzey enerjisi o de hesaplandı. Sonuç olarak sıcaklık gradyenti sistemi ile elde edilen oluk şekillerin den faydalanarak, pek çok saydam organik maddenin yüzey enerjisi hesap lanabilir.

ABSTRACT THE MEASUREMENT OF SOLID-LIQUID SURFACE ENERGY IN TRANSPARENT ORGANIC MATERIALS Necmettin Maraşlı. EÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Kayseri. This work was undertaken to measure the solid-liquid surface energies for transparent materials, namely succinonitrile and camphene. Basic concepts of the equilibrated solid-liquid interface, solid-liquid surface energy, o, and the curvature undercooling relation have been SL discussed. The grain boundory groove method have been presented and found to be the most useful and powerful technique for measuring the solid-liquid surface energy experimentally for an equilibrated solid- liquid interface. To obtain the equilibrated solid-liquid interface, a temperature gradient system was constructed. It has been shown that the temperature gradient system can give wide range of stable temperature gradients up to 400 °C for 8-10 hours. Temperature of the sample was measured and the photo- graphes of the grain boundary grooves were taken during the run. The grain boundary grooves were produced by the intersection of the grain boundary with the solid-liquid interface. A numerical method was developed to solve the steady state heat flow in the region of the gro oves. The groove shapes were used to calculate the Gibbs-Thomson Con stant. T by the numerical method and the maximum groove depth method for succinonitrile and camphene. The both methods gave similar r values. The solid-liquid surface energy, a, was calculated from the Gibbs- SL Thomson constant, T, and the related entropy change per unit volume, As, for succinonitrile. The present oSimvalue agree reasonable well with the previous results. Furthermore, using the solid-liquid surface energy allowed grain boundary energy, o, to be calculated. In conclusion it appears that the grain boundary groove technique, using the temperature gradient system can be used to obtain solid-liquid sur face energies in a wide variety of transparent materials. Vİ