Dergiler / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 10 - Sayı: 1
Konfokal Raman Mikroskobu ile Bilinmeyen Polimer Tabanlı Bir Kompozit Malzemenin Tanımlanması ve Kemometrik Yöntem Kullanarak Karışım Oranlarının Belirlenmesi
- Sayfa
- 217–223
- DOI
- —
Özet
Bu çalışmada tersine mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılan ve bilinmeyen analizlerinde güçlü bir analiz metodu olan, Eş Odaklı Raman mikroskopisi yöntemi kullanılarak türü bilinmeyen bir Polimerik kompozit malzemenin moleküler yapısından yola çıkarak polimer türü ve dolgu malzemeleri tanımlanmaya çalışılmıştır. İleri araştırmalarda kullanılan kemometrik yöntemler ile yapısı analiz edilen kompozit malzemenin, yapısını oluşturan her bir bileşiğin, kompozit yapısı içindeki miktarsal oranı araştırılmıştır. Kompozit malzemenin kullanım alanı dışında hiçbir veriye sahip olunmadığı için içeriğindeki malzemeler ile ilgili hiçbir yakınsama yapılmayarak sadece analizi yapılan kompozitin mikroskop görüntüsü altında her bir farklı kısmından elde edilen Raman spektrumları kütüphane taraması ile eşleştirilmiştir. Yapılan eşleştirmelerde en yüksek eşleşme oranına sahip malzeme olduğu varsayılarak analizler ve hesaplamalar bu doğrultuda devam ettirilmiştir. Eş Odaklı Raman mikroskobu ile kompoziti oluşturan üç ana bileşik üzerine yoğunlaşılarak malzeme yüzeyinde haritalandırma yapılmıştır. Kompoziti oluşturan üç ana bileşenin sırası ile polipropilen (PP), silisyum karbür (SiC) ve karbon fiber (KF) olduğu anlaşılmıştır. Bu üç bileşenin, kompozit içindeki hacimce oranları 20X optik büyütme altında, sırası ile %60, %26, ve %14 olarak hesaplanmıştır. Eş Odaklı Raman mikroskopu tekniği kompozit malzemelerin içine katılan ve kompozite artı özellik katan tüm malzemelerin tanımlanmasında kullanılabilecek ileri bir enstrümantal analiz yöntemi olduğu görülmüştür.
Abstract
In this study, it has been tried to define polymer type and filler materials based on the molecular structure of an unknown type of Polymeric composite material by using the Confocal Raman Microscopy method which is a powerful method of analysis used in reverse engineering applications. The amount of the composites in the composite structure of the composite material, whose structure was analyzed by the chemometric methods used in advanced research, was investigated. Since there is no data other than the usage area of the composite material, no convergence is made about the materials in its content and only the Raman spectra obtained from each different part of the composite under the microscope image of the analyzed composite were matched with the library survey. Assuming that the material with the highest match ratio was matched, the analyzes and calculations were continued in this direction. The Confocal Raman Microscope was focused on the three main compounds that were polypropylene (PP), silicon carbide (SiC) and carbon fiber (CF), mapped on the surface of the material. The ratios of these main components of the composite were calculated as 60%, 26%, and 14% under 20X optical magnification, respectively. Confocal Raman microscopy technique has been seen an advanced instrumental analysis method which can be used to identify all the materials that are incorporated into composite materials.