Doğal ve yapay hammaddelerden mullit sentezlenmesi
Synthesis of mullite from naturel and artificial raw materials
Yazar: OĞUZHAN AVCIATA
Danışman: PROF. DR. NİYAZİ ERUSLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Seramik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
DOĞAL VE YAPAY HAMMADDELERDEN MULLIT SENTEZLENMESI ÖZET Mullit, kimyasal kompozisyonu 3AI2O3.2SİO2 olan, nadir olarak doğada bulunan bir alumina silikat materyalidir. Normal atmosferik basınçta oluşur ve alumina silika faz diyagramında stabil olan tek kristalin fazdır. Uzun yıllardan beri refrakterlerin önemli bileşenlerindendir. Mullit endüstriyel seramik ürünler içerisinde en çok bulunan fazlardan biridir. Mikroyapısı ve özellikleri kontrol edilen sentetik mullit çeşitli yapılarda ve elektriksel uygulamalarda kullanılmaktadır. Düşük ısıl genleşme, yüksek ergime noktası, yüksek sürünme dayanımı, yüksek kimyasal inertlik gibi özellikleri mulliti yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılabilen malzemeler araşma girmesini sağlamıştır. Yüksek sıcaklıkta mullit (3AI2O3.2SİO2) hazırlamak için başlıca hazırlama metodlan şöyle sıralanabilir: 1. Alkoxid metodu, 2. Ardışık çökme metodu, 3. Islak kimyasal metod, 4. Sol-gel metodu, 5. Reaksiyon sinterlemesi/reaksiyon bağlanması metodu. Mullit gevrek bir materyaldir ve düşük kırılma sertleşmesine sahiptir. Mekaniksel özelliklerdeki daha ileri gelişmeler mullit temelli kompozitlerin gelişmesiyle başarılabilir. Kompozitlerin başlıca avantajı, özelliklerinin mikroyapısal modifikasyonlar yoluyla ustaca düzenlenebilir olmasıdır. Bu çalışmanın amacı, doğal ve yapay hammaddelerden mullit eldesi ve mullit yapılarının mikro sertlik ve yoğunluk ölçümlerini mukayese ederek en iyi mullit yapısı ve üretim yöntemini belirlemektir. Bu çalışmada, kaolen, refrakter kil gibi doğal hammaddeler kullanılarak hazırlanan numuneler 1100, 1200 ve 1300 °C'lerde sinterlenerek numunelerde yoğunluk ve mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca sol-jel yöntemiyle stokiometrik olarak Silisyumdioksit+ Alüminyum sülfattan yapay mullit elde edilmiştir. Hazırlanan numuneler 1100 °C, 1200 °C ve 1300 °C'lerde sinterlenerek numunelerde yoğunluk ve mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır.

Abstract:
SYNTHESIS OF MULLITE FROM NATURAL AND ARTIFICIAL RAW MATERIALS SUMMARY Mullite, having the 3AI2O3.2SİO2 chemical composition, is an alumino-silicate material found rarely in nature. It is formed at atmospheric pressure and is the only stable compound in the alumina-silica phase diagram. Mullite is one of the most common phases found in industrial ceramic products. Synthetic mullite with a controlled microstructure and properties, is extensively used in various structural and electrical applications. Low thermal expansion, high melting point, high creep resistance, high chemical inertness properties provided mullite to be classified in materials used at high temperature applications. Major preparation methods to synthesize mullite (3AI2O3.2SİO2), can be like that respectively: l.Alkoxide Method 2. Consecutive Precipitation Method 3. Wet Chemical Method 4. Sol-Gel Method 5. Reaction Sintering/Reaction Bonding Method. Mullite is a brittle material and possesses low fracture thoughness. Further improvements in its mechanical properties can be achieved by developing mullite- based composites. The major advantage of composites is that their properties can be specifically engineered via microstructural modifications. The aim of this project is: 1. Synthesizing of mullite from natural and artificial raw materials. 2. Determining the best mullite structure and the best production method by comparing the density and the micro hardness measurements of mullite structures. In this study, patterns prepared from raw materials like kaolinite, fire clay will be sintered at 1100, 1200 and 1300 °C respectively. Then, the density and micro hardness measurements of the patterns were measured. In addition, synthetic mullite was prepared from aluminiumsulphate and colloidal silica by sol-gel method stoichiometrically, and sintered at 1100, 1200 and 1300 °C respectively. Then, the density and micro hardness measurements of the patterns were measured. XI