Bi ve GD çift katkılı hidroksiapatitlerin teorik ve deneysel karakterizasyonu
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Malatya Turgut Özal Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Tez kapsamında, hidroksiapatit (HAp) yapısına bizmut (Bi) ve gadolinyum (Gd) katkılarının dahil edilmesinin yapısal, termal ve elektronik özellikler üzerindeki etkileri sistematik olarak araştırılmıştır. HAp numuneleri, kalsiyum nitrat tetrahidrat, bizmut (III) nitrat pentahidrat, gadolinyum (III) nitrat hekzahidrat ve diamonyum hidrojen fosfat kullanılarak sentezlenmiş; ardından 900 °C'de kalsinasyon işlemi uygulanmıştır. Yapılan karakterizasyonlarda XRD, FTIR, Raman, SEM, TGA/DTA gibi ileri düzey tekniklerden yararlanılmıştır. Elektronik yapılar teorik hesaplamalarla incelenmiş ve katkı elementlerinin bant aralığı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, Bi ve Gd katkısı, HAp'ın bant aralığını düşürerek elektronik iletkenliğini artırmakta ve böylece malzemenin biyomedikal, elektronik ve katalitik uygulamalara yönelik potansiyelini güçlendirmektedir. Aynı zamanda katkılar, kristal yapı üzerinde küçülmelere neden olarak kafes parametrelerinde ve birim hücre hacminde azalma meydana getirmiştir. Bu yapısal değişikliklere paralel olarak yoğunluk değerlerinde artış gözlemlenmiş, bu da katkı elementlerinin yüksek atomik kütlelerine bağlanmıştır. LAC (doğrusal soğurma katsayısı) değerleri foton enerjisine bağlı olarak azalma göstermekte olup, katkıların türü ve oranı bu parametreyi doğrudan etkilemiştir. Elde edilen sonuçlar, katkılı HAp malzemelerinin mekanik, termal ve elektronik özelliklerinin kontrollü şekilde ayarlanabileceğini göstermekte ve bu malzemelerin ileri teknoloji uygulamalarındaki potansiyel kullanımını desteklemektedir.
Within the scope of the thesis, the effects of bismuth (Bi) and gadolinium (Gd) additions on the structural, thermal, and electronic properties of hydroxyapatite (HAp) were systematically investigated. HAp samples were synthesized using calcium nitrate tetrahydrate, bismuth (III) nitrate pentahydrate, gadolinium (III) nitrate hexahydrate, and diammonium hydrogen phosphate, followed by calcination at 900 °C. Advanced techniques such as XRD, FTIR, Raman, SEM, and TGA/DTA were utilized in the characterization studies. The electronic structures were investigated using theoretical calculations, and the effects of the dopant elements on the band gap were evaluated. According to the findings, Bi and Gd doping reduces the band gap of HAp, thereby increasing its electronic conductivity and enhancing the material's potential for biomedical, electronic, and catalytic applications. At the same time, the dopants caused shrinkage in the crystal structure, resulting in a decrease in lattice parameters and unit cell volume. Parallel to these structural changes, an increase in density values was observed, which was attributed to the high atomic masses of the dopant elements. LAC (linear absorption coefficient) values decrease with photon energy, and the type and ratio of additives directly affect this parameter. The results obtained demonstrate that the mechanical, thermal, and electronic properties of doped HAp materials can be controlled, thereby supporting their potential use in advanced technology applications.
Within the scope of the thesis, the effects of bismuth (Bi) and gadolinium (Gd) additions on the structural, thermal, and electronic properties of hydroxyapatite (HAp) were systematically investigated. HAp samples were synthesized using calcium nitrate tetrahydrate, bismuth (III) nitrate pentahydrate, gadolinium (III) nitrate hexahydrate, and diammonium hydrogen phosphate, followed by calcination at 900 °C. Advanced techniques such as XRD, FTIR, Raman, SEM, and TGA/DTA were utilized in the characterization studies. The electronic structures were investigated using theoretical calculations, and the effects of the dopant elements on the band gap were evaluated. According to the findings, Bi and Gd doping reduces the band gap of HAp, thereby increasing its electronic conductivity and enhancing the material's potential for biomedical, electronic, and catalytic applications. At the same time, the dopants caused shrinkage in the crystal structure, resulting in a decrease in lattice parameters and unit cell volume. Parallel to these structural changes, an increase in density values was observed, which was attributed to the high atomic masses of the dopant elements. LAC (linear absorption coefficient) values decrease with photon energy, and the type and ratio of additives directly affect this parameter. The results obtained demonstrate that the mechanical, thermal, and electronic properties of doped HAp materials can be controlled, thereby supporting their potential use in advanced technology applications.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Mühendislik Bilimleri
