Acikgoz, Abuzer; Izguden, Ilyas; Tasgin, Yahya; Yilmaz, Demet; Demircan, Gokhan; Kalecik, Sedanur; Aktas, Bulent

The structural, mechanical and radiation shielding properties of (69-x)B2O3-20TeO2-10Al2O3-1HfO2-xPr6O11 (where x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1 mol %) glass system were investigated. This study introduces a novel approach by incorporating Pr6O11 into glass composition, highlighting its unique contributions to enhancing elastic properties, fracture toughness, hardness, and radiation shielding abilities. Experimental measurements were conducted within the energy range of 59.54–661.62 keV and theoretical calculations are made for MAC values. The presence of Pr6O11 was noted to positively influence the gamma shielding capabilities. At 59.54 keV, the addition of 0.25 mol% Pr6O11 increased the mass attenuation coefficient of the glass by 2.9 %, and the addition of 1 mol% Pr6O11 increased it by 29.8 %. The addition of 0.25 mol% Pr6O11 increased the fast neutron removal cross section of the glass by 4.4 %. Also, it is observed that the glass with 1 mol% Pr6O11 is the best shielding material against alpha and proton particles. A significant enhancement of 24.36 % in the fracture toughness value was observed, increasing from 1.059 to 1.317 MPa m1/2 at 1 mol% Pr6O11. Experimental hardness values increased from 3.374 to 3.985 GPa, resulting in an improvement of 18.11 % at 1 mol% Pr6O11. The thermal stability (ΔT, °C) value demonstrated a notable increase from 85 to 106, indicating a significant 24.7 % improvement at 0.25 mol% Pr6O11.

AtıfScopus58·WoS57·OpenAlex60

İncele

İlyas İzgüden

Bu çalışmada Ülkemizde yer alan zengin bor madeni rezervinin daha verimli kullanılması amacıyla ana maddesi bor oksit olan ve içerisine yine ülkemizde ham madde olarak bulunan ve yeni keşifler ve incelemelere konu nadir toprak elementleri katkılanarak hazırlanan ve kurşun katkılı camlara alternatif olabilecek ve yüksek teknoloji ürünlerinde (Akıllı cihaz ekranları, uzay ve sağlık teknolojileri gibi) kullanılabilecek yeni nesil radyasyon kalkanlayıcı camlar üretmektir. Üretimi yapılan ürünlerin öncelikle XRD yöntemi ile faz tanımlaması yapılmış ve numunelerin amorf yapısına sahip cam olduğu belirlenmiştir. Üretilen numunelerin FTIR yöntemi ile kimyasal bağları ve moleküler yapıları araştırılarak düzgün bağlar oluşturan camlar olduğu belirlenmiştir. Elde edilen numunelerin UV-Vis Spektroskopisi yöntemi ile ışık geçirgenliği ve soğurma spektrumları belirlenerek normal cam karakteri gösterdiği belirlenmiştir. Camların camsı özelliklerinin iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiş ve mekanik özelliklerden yoğunluk, sertlik, kırılma toklukları ve gevreklikleri incelenmiş ve sonuçları değerlendirilmiştir. Cam örneklerinin radyasyon zırhlama ölçümleri Atatürk Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü Prof. Dr. Wolf Weyrich Yüksek Enerji Spektroskopisi Laboratuvarı'nda bulunan deney düzeneği kullanılarak yapılmış ve cam örneklerinin kurşun katkılı camlara alternatif olabilecek seviyede radyasyon kalkanlama yaptığı belirlenmiştir. Bu çalışmanın amacı yapılan nadir toprak elementleri katkılı borat camlarda radyasyon zırhlamanın yanı sıra mekanik ve fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesinde yardımcı olacak bir yayın (Tez) oluşturarak bilimsel çözümler sunmaktır.