3.7.4. Borun Motor Yakıtı Katkı Maddesi Olarak Kullanımı Metal yakıtlar, insansız araçlar ve sava> teknolojilerinde güçkaynağı güçkaynağı olarak potansiyel kullanım kullanım alanına sahiptir (Ornl, 2006). 2006). Metal bazlı yakıt, bünyesinde bünyesinde yüksek yanma sıcaklığı veren metal içerir. Roketlerdeki yüksek yakıt performansı yakıtın yanma sıcaklığının yüksek olması ile sağlanır. Bu konuda en önde gelen aday bordur. Metal hale getirilmi> bor, sıvı veya katı yakıtlara katkı maddesi olarak ilave edilebilir. Sıvı yakıtlara ilave edildiğinde homojen bir süspansiyon sağlamak için jelle>tirici madde ilave edilirken, katı roket yakıtları için, metal tozu haline getirilip bir oksitleyici ve polimer olmayan yakıt ile karı>tırılması gerekmektedir. Bor katı roket yakıtlarının yanma sıcaklığını artırır ve yanmada homojenlik sağlar(McGrawPHill, sağlar(McGrawPHill, 2005). Bor bazlı yakıtlar 1950’lerden bu yana ara>tırılmakta olup, bazı askeri amaçlı ve ramjet itenekli füzelerde kullanılmı>tır (Lorrey,2006). ( Lorrey,2006). 1950 li yıllarda Amerikan ordusu ZIP, HERMES, HEF gibi bor içeren yüksek enerjili yakıt projeleri geli>tirilmi>tir. Bu çalı>malar çok değerli bilim adamları ile yüksek gizlilik içinde yürütülmü>tür “Valkyrie XBP70A” alarak adlandırılan, bor bazlı yakıt kullanan uzun menzilli bombardıman uçağı üretilmi>tir. 1959’da milyar dolarlar harcanan bu borl.7.3. Borun Motor Yakıtı Olarak Kullanımı Hidrojen gibi bazı metaller de enerji kaynağıdırlar ve yandıklarında hiçbir kirletici yan ürün vermeden enerji açığa çıkarırlar. Birim hacim ba>ına hidrojenden daha fazla enerjiye sahiptirler (Nichols, 2005), ortam sıcaklığı ve basıncında depolanıp ta>ınabilirler, motor içinde yanma performansları yüksektir (Ornl, 2006). Bir meta olarak bor, yandığı zaman diğer metallerden, petrolden ve hidrojenden daha fazla enerji açığa çıkarır (ekil 3). Bor yandığında, petrole göre 5 kez fazla enerji salar (Kleiner, 2005). Motorlarda potansiyel kullanıma sahip bor yakıtı bor elementinden ibarettir. Motor içinde saf oksijen ile karı>tırılır. Çok zor tutu>ması sebebiyle güvenlidir ve kaza durumunda tehlike olu>turmaz. Bor, çok yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir (Cowan, 2004; Demirbas 2005; Balat 2007). Borun içinde yanacağı ve yanma sonucu olu>an atığın koyulacağı tankların toplam hacmi sıvı hidrokarbon yakıt tankından daha büyük değildir (Cowan, 2004). Dolayısıyla, bir araba için pratik bir yakıttır. Boru yakıt olarak kullanacak arabalar çevreye zararlı gaz çıkı>ı olmayacaktır. Borun yanması sonucu olu>an bor oksit bile>iği daha sonra tekrar bora dönü>türülebilmek dönü>türülebilmek için depolanabilecektir. Borun tutu>abilmesi için saf oksijen gereklidir (Cowan, 2004; Demirbas 2005; Balat 2007). 25 ºC den ba>layarak 1 mol saf bor 0.75 mol saf oksijen ile 100 bar basınçta reaksiyona girerek yanma i>lemi gerçekle>ir. Borun yanma reaksiyonu >u >ekilde yazılabilir: B (katı) + 0.75 O2 → 0.5 B2O3 (camsı) eG=− 590.76 kJ/mol (Cowan, 2004) Bor yanma haznesine, hazne duvarındaki delikten kontrol edilebilir bir hızda iplik halinde beslenir (ekil 4). Đplik hazne içinde sürekli yanar haldeki ate>le kar>ıla>ır ve bor ipliği geldikçe yanma devam eder (Cowan, 2001). Borun yanması saf oksijen ve yüksek basınç ile mümkün olduğundan oksijenin havadan ayrılması gerekir. Saf oksijenin havadan ayrılması sıcak metalik gümü> filtresi kullanılarak yapılır (Cowan, 2004). Bor esaslı motor sisteminin otomobillerde kullanılabilmesi için daha da
geli>tirilmesi gerekmektedir. Problem, saf oksijenin düzenli olarak istenen miktarda nasıl sağlanacağıdır. sağlanacağıdır. Oksijeni gümü> gümü> filtreler ile safla>tırmak mümkün ise de, ¾ oranında saf oksijeni otomobilin hızına göre sürekli olarak sağlamak problemdir. Ayrıca, sistem henüz otomobil üzerinde uygulanmamı> ve test sürü>ü henüz yapılmamı>tır. yakıt projeleri iptal edilmi>tir (Schubert 2001). Bugün, borun yakıt katkı maddesi olarak kullanımına dair çalı>malar devam etmektedir. Fransa’daki “ONERA” programı bunlardan biridir. Bu programda, hipersonik özellikteki ramjet itenekli füzeler geli>tirilmektedir. Yapılan çalı>malar, borlu yakıtın, ramjete yüksek performanslı bir jet yakıtı olan kerosenden (gazyağı) bile daha fazla özgül darbe (Isp=Specipic Impulse) kazandırdığını göstermi>tir (ekil 5). %55 borP%45 kerosen karı>ımlı yakıt bile sadece kerosenden olu>an yakıta göre %50P100 oranında özgül darbe artı>ı sağlamı>tır (Lorrey, 2006). 3.8. Metalurji ve Makinede Kullanım Boratlar yüksek sıcaklıklarda düzgün, yapı>kan, koruyucu ve temiz, çapaksız bir sıvı olu>turma özelliği özelliği nedeniyle demir dı>ı metal metal sanayiinde koruyucu koruyucu bir cüruf olu>turucu ve ergitmeyi hızlandırıcı madde olarak kullanılmaktadır.Bor bile>ikleri, elektrolit kaplama sanayiinde, elektrolit elde edilmesinde sarf edilmektedir. Borik asit nikel kaplamada, fluoboratlar fluoboratlar ve fluoborik asitler ise; kalay kur>un, bakır, nikel gibi demir dı>ı metaller için elektrolit olarak kullanılmaktadır. Ala>ımlarda, özellikle çeliğin sertliğini artırıcı olarak kullanılmaktadır Paslanmaz ve Ala>ımlı Çelik, SürtünmeyePA>ınmaya SürtünmeyePA>ınmaya Kar>ı Dayanıklı Malzemeler, Kaynak Elektrotları, Refrakterler, Briket Malzemeleri, Lehimleme, Döküm Malzemelerinde Katkı Maddesi olarak, Kesiciler Kompozit Malzemeler, Zımpara ve A>ındırıcılar vb. Bor normalde ferrobor yapısında çeliklere uygulanmaktadır. Karbotermik yöntemi ile ferrobor üretimi, bor oksitin yüksek sıcaklıkta karbon ile redüksiyonu saglanarak yapılır. Alüminotermik yöntemi ile ferrobor üretiminde, borat konsantresi, alümina ve hematit fırında eritilir ve ferrobor alasımı elde edilir. Alümina ile indirgenmis bor, demir ile reaksiyona girer ve % 0,25 P24 B, yaklasık % 0,5 Al ve % 2,5 Si içeren bir alasım olusur (Rhodes, 1958, Özpeker, 2002, Acarkan, 2002). Bor karbür asındırıcı zımpara taneleri veya tozu olarak kullanılır. Ticari zımpara taneleri 1 – 1000 Rm boyutlarındadır (Ulrich, 1985). Bor karbür tozları çelik ve diger demir malzemelerin yüzeyini sertlestirmek için kullanılır. Bu islem borun metal yüzeyine difüzyonu ile olmaktadır. Böylece 10 – 1000 Rm ferrobor tabaka kalınlıgı olusur. Bu tabaka sert olması dolayısı ile asınmaya dayanıklı bir Fe2B tabakasıdır. Ticari EKabor Đsmail hakkı ARSLAN “Türkiye’de ve Dünya’da Bor” , Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Endüstri Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi , 1997 2.Endüstriyel Hammaddeler Hammaddeler Sempozyumu , 1997 , Đzmir , TÜRKĐYE Adnan YILMAZ , Eti Maden , “Enerji Tasarrufunda Bor ve Perlit” Yrd. Doç. Dr. Tuncay USLU , “Bor Madeninin Enerji Olarak Kullanılması” A.Çahk , “Makine ve Metalurji Metalurji Sanayinde Bor Kullanımı” Ulusal Bor Ara>tırma Enstitüsü , BOREN Eti Maden Đ>letmeleri , “Bor ve Kullanım Alanları” Mustafa ÇINKI “Bor ve Temiz Enerji” Enerji” , ETĐ Maden Ba>müfetti>i BOREN Ara>tırma Merkezi “Bor ve Kullanım Alanları”, www.boren.gov.tr TÜBĐTAK – MAM “Borun Kullanım alanları” , www.mam.gov.tr ETĐ MADEN “Bor Nerelerde Kullanılır ?” , www.etimaden.gov.tr “Bor Mineralleri” DPT , Devlet Planlama Te>kilatı , Eylül 1995 Y. Doç.Dr. Salih Ugur BAYÇA BAYÇA , Dr. Kemal Kemal KÖSEOGLU ,Y. ,Y. Doç Dr. Turan Turan BATAR , “
Bor mineral ve bilesiklerinin endüstride baslıca kullanım alanları” Adem TURHAN , “ Borlamanın Paslanmaz Çeliğin Radyasyon Zırhlama Özelliğine Etkisinin Ara>tırılması Süleyman Demirel Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enstitüsü Makine Eğitimi Yüksek Lisans Tezi , 2008 Gülten KAHRAMAN , Türkiye Atom Enerjisi Kurumu , “ Bor Nötron Yakalama Tedavisinde Kullanılan Hızlandırıcıya Dayalı Nötron Kaynakları ”
