UV ışını yansıtıcı fonksiyonel yüzey geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Gökhan GÖZLEKÇİ

Danışman: Süleyman Özçelik

Özet:

Mimari uygulamalarda; yapıya estetik görünüm açısından değer katması, aydınlatmaya katkı sunması ve güneş enerjisinden daha fazla faydalanılarak yakıt tüketiminin azaltılması gibi avantajlara sahip olmasından dolayı, günümüzde dış cephesi tamamen cam ile kaplı yapıların yaygınlaştığı görülmektedir. Gökdelen ve plaza gibi yüksek binaların dış cephesinde kullanılan bu camlar, her sene milyonlarca kuşun camlara çarparak ölmesine neden olmaktadır. Kuşlar, özellikle göç mevsiminde ve göç yollarında yüksek yapılardaki camları fark etmeyerek, camlara çarparak ölmektedirler. İnsanlar sahip olduğu görme pigmentleri sayesinde spektrumun 400 nm ila 700 nm arasını görebiliyorken, kuşlar insanlardan farklı olarak sahip oldukları bir görme pigmenti sayesinde UVA bölgesindeki ışınları da görebilmektedirler. İnsanlar ile kuşların görme kabiliyetleri arasındaki farktan faydalanılarak bu problemi aşmak mümkün olabilmektedir.400-700 nm arasında geçirgenliği, UVA bölgede ise yansıtıcılığı yüksek ince filmler geliştirerek mimari açıdan estetik bir kayba uğramadan cam yüzeyinde kuşlar için uyarıcı bir film geliştirilmesi mümkündür. Bu tez çalışmasında, sırasıyla düşük ve yüksek kırılma indisine sahip SiO2 ve TiO2 ince filmlerin cam üzerine kaplanmasıyla UV yansıtıcılığı yüksek fonksiyonel yüzey geliştirilmiştir. Sıçratma tekniği ile kaplanan bu ince filmler, öncelikle farklı Ar gaz akışları altında kaplanmıştır ve TiO2 ve SiO2 için en uygun gaz akışına karar verilmiştir. Tek katman filmlerin optimizasyonu ve kalibrasyonu tamamlandıktan sonra çok katlı yapılar elde edilmiştir. Üç farklı seride 3, 5 ve 7 katmanlı yapılar elde edilerek; hem seriler birbiri arasında kıyaslanmış ve kalınlık değişiminin geçirgenlik ve yansıtıcılık üzerindeki etkisi gözlenmiştir hem de aynı seri içerisindeki numuneler birbiri ile kıyaslanarak katman sayısındaki değişimin optik performans üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üç farklı seride elde edilen dokuz numunenin performansları incelendikten sonra, bu tez çalışması için en uygun tercihin 7 katmanlı yapı elde etmek olduğuna karar verilmiş ve bu serideki numunelere kıyasla daha ince filmler geliştirilerek görünür bölgede geçirgenliği daha yüksek bir numune elde etmek amacıyla 7 katmanlı onuncu bir numune hazırlanmıştır. Optik performans açısından hedeflerimize en uygun olan bu onuncu numunenin görünür bölgede geçirgenliği ortalama %89,5 iken, yansıtıcılığın en yüksek olduğu dalga boyu olan 350 nm’de ise yansıtıcılığı %81,2’dir. Ayrıca mimari camlarda camın mekanik ve özelliklerini iyileştirmek için ısıl işlem uygulanmaktadır. Elde ettiğimiz bu nihai numunenin tavlama sonrasındaki optik performansını incelemek için 660C’de 6 dakikalık bir tavlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu tavlama işleminden sonra camın görünür bölgedeki geçirgenliği %90,5’e çıkarken; 350 nm’deki yansıtıcılığı ise %81,2’den %86,5’e çıkmıştır.

Anahtar Kelimeler : UV ışınlar, Bragg yansıması, kuş dostu camlar