Production of Kanthal-D Nanoparticles Using Exploding Wire Method

Betül SOSLU; Yücel ÖZBEK

doi:https://doi.org/10.18185/erzifbed.892535

Article Details

Production of Kanthal-D Nanoparticles Using Exploding Wire Method

Authors:

Betül SOSLU | Yücel ÖZBEK

Publisher:

Erzincan Binali Yildirim University

Main Topics:

Applied physics

Journal:

Erzincan University Journal of Science and Technology 2021 Vol.14 Issue 1, pp.141-149

Document Type:

Article

Publication Date:

3/2021

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000414384

eISSN:

2149-4584

pISSN:

1307-9085

DOI:

https://doi.org/10.18185/erzifbed.892535

Abstract:

 

This work examines the production of nanoparticles using exploding wire method (EWM). It is applied by the sudden discharge of a high voltage energy, stored on a power source, through a thin wire. The required high voltage energy was obtained with the use a voltage multiplier circuit which was first designed in the simulation environment. Then the circuit realized by the circuit elements’ parameters obtained through the simulation. Kanthal-D (FeCrAl alloy) wire was chosen as the thin metal, and all wire exploding experiments were carried out in air environment. The obtained nanoparticles were examined by SEM, and point analysis was applied to a target area on the SEM image. It is observed that the dimensions of obtained Kanthal-D nanoparticles in this study vary between 0-250 nm. In addition, EDS chemical microanalysis was performed to reveal obtained nanoparticles’ composition. Fe (71-7-74-7%), Al (4.8%) and Cr (20.5-23.5%) atoms were detected in the exploded nanoparticles. With this study, it has been shown for the first time in the literature that the stored energy obtained by a voltage multiplier circuit can be used in the EWM to produce nanoparticles in appropriate sizes.

 


Bu çalışmada tel patlatma yöntemi ile nanotanecik üretilmesi gerçekleştirilmiştir. Patlayan tel yöntemi, yüksek voltajda enerji depolanan bir güç kaynağının ince bir tel üzerinden aniden boşaltılmasıyla elde edilir. Bu yöntem için gerekli olan yüksek voltaj kaynağı gerilim katlayıcı devre yardımıyla yapılmıştır. Gerilim katlayıcı devre öncelikle simülasyon ortamında gerçekleştirilmiş ve elde edilen devre parametreleri ile devre elemanları seçilerek gerçek devre dizayn edilmiştir. Tel patlatma deneyleri hava ortamında gerçekleştirilmiş ve tel olarak Kantal-D  teli seçilmiştir. Deney sonucunda elde edilen tanecikler SEM cihazı ile incelenmiştir. SEM görüntüsü üzerinde bir hedef bölgeye uygulanan nokta analizine göre Kantal-D nanotaneciklerin boyutlarının 0-250 nm arasında değiştiği görülmektedir. Ayrıca üretilen nanotanecik kompozisyonu ise EDS analizi ile kontrol edilmiştir. EDS analizinden Kantal-D tel nanotaneciklerin de Fe (% 71-7-74-7), Al (% 4.8), Cr (% 20.5-23.5) atomlarının tespit edildiği görülmüştür.  Bu çalışma ile literatürde ilk kez gerilim katlayıcı devrede depolanan enerji tel patlatma yönteminde kullanılarak uygun boyutlarda nanotanecik üretilebileceği gösterilmiştir. 

.

Article Details

Production of Kanthal-D Nanoparticles Using Exploding Wire Method

Authors: Betül SOSLU | Yücel ÖZBEK

Publisher: Erzincan Binali Yildirim University

Main Topics: Applied physics

Journal: Erzincan University Journal of Science and Technology 2021 Vol.14 Issue 1, pp.141-149

Document Type: Article

Publication Date: 3/2021

Document Language: English

Document ID (Org No.): 2000414384

eISSN: 2149-4584

pISSN: 1307-9085

DOI: https://doi.org/10.18185/erzifbed.892535

Issues

Authors:

Betül SOSLU | Yücel ÖZBEK

Publisher:

Erzincan Binali Yildirim University

Main Topics:

Applied physics

Journal:

Erzincan University Journal of Science and Technology 2021 Vol.14 Issue 1, pp.141-149

Document Type:

Article

Publication Date:

3/2021

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000414384

eISSN:

2149-4584

pISSN:

1307-9085

DOI:

https://doi.org/10.18185/erzifbed.892535