Baryum (Ba) Sol-Jel kaplama Nasıl Yapılır?

Baryum (Ba) Sol-Jel kaplama, yüzeylere kimyasal direnç, termal stabilite ve özel optik veya dielektrik özellikler kazandırmak için kullanılan yenilikçi bir yöntemdir. Bu kaplama, baryum içeren mikron tozun sol-jel teknolojisiyle yüzeylere uygulanmasıyla gerçekleştirilir. Aşağıda, bu sürecin detaylı adımları, mikron tozun rolü ve uygulama alanları açıklanmaktadır.

Baryum Mikron Toz ve Sol Hazırlığı

• Baryum mikron tozu, genellikle 1-10 mikron boyutlarında, yüksek saflıkta (%99 üzeri) bir malzemedir.
• Bu toz, baryum nitrat (Ba(NO³)²) veya baryum asetat (Ba(CH³COO)²) gibi öncüllerle temin edilir ve sol-jel sürecinde temel bileşen olarak kullanılır.
• Mikron tozun küçük tanecik boyutu, kaplamanın homojenliğini ve yüzeyle aderansını artırır.
• Toz, distile su veya etanol içinde çözülür ve sitrik asit gibi bir şelatlama ajanı ile karıştırılır.
• pH değeri, amonyak çözeltisi ile 7-8 aralığına ayarlanır ve karışım 60-80°C’de sürekli karıştırılarak jel kıvamı elde edilir.

Yüzey Hazırlığı

• Kaplama yapılacak yüzey (cam, seramik veya metal), yağ, kir ve oksitlerden arındırılır.
• Yüzey, aseton ve etanol ile temizlenir; gerekirse hidroklorik asit banyosu ile oksit tabakası kaldırılır.
• Kumlama veya plazma temizleme ile yüzey pürüzlülüğü artırılır, böylece kaplamanın tutunması iyileştirilir.

Kaplama Uygulaması ve Isıl İşlem

• Hazırlanan baryum sol-jeli, daldırma (dip coating), püskürtme (spray coating) veya spin kaplama teknikleriyle yüzeye uygulanır.
• Daldırma yönteminde, yüzey jel içine batırılıp kontrollü bir hızda çekilir; bu, kaplama kalınlığını (1-15 mikron) belirler.
• Uygulama sonrası, kaplama 100-150°C’de ön kurutmaya alınır.
• Ardından 800-1000°C’de 2-4 saat kalsinasyon yapılır; bu, baryum oksit (BaO) veya ilgili bileşiklerin kristal yapısını oluşturur.
• Isıl işlem, kaplamanın mekanik dayanıklılığını ve kimyasal stabilitesini artırır.

Son İşlemler ve Özellikler

• Kalsinasyon sonrası kaplama, yüzey pürüzsüzlüğü için cilalanabilir.
• Baryum sol-jel kaplama, yüksek dielektrik sabiti, optik berraklık ve korozyon direnci gibi özellikler sunar.
• Mikron tozun granülometrik yapısı, kaplamanın gözenekliliğini ve kalınlığını kontrol eder.

Kullanım Alanları

• Bu kaplama, optik lensler, elektronik devreler, seramik bileşenler ve kimyasal reaktör yüzeylerinde kullanılır.
• Özellikle yüksek sıcaklık dayanımı gerektiren endüstriyel uygulamalarda tercih edilir.