Sol-jel yöntemiyle farklı asit oranlarında alümina-zirkonya kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of alumina-zirconia composite material with different acid ratios by sol-gel method
Yazar: ÖZGECAN BARLAY ERGÜ
Danışman: PROF.DR. CANAN CABBAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Teknolojik gelişmelerin ilerleyişi her geçen gün artan bir ivme ile devametmektedir. Özellikle uzay teknolojisinin gelişmesi ile bu teknolojidekullanılacak yeni malzeme gruplarının geliştirilmesi gerekmiştir. Geliştirilen bumalzeme gruplarından biri de kompozit malzemelerdir. Basitçe kompozitmalzeme iki veya daha fazla malzemenin daha iyi özellikte bir malzemeoluşturmak üzere bir araya gelmesidir. Bu tez çalışmasında, sol-jel yöntemi ilealümina-zirkonya kompoziti üretilmiştir. Çalışmada malzemenin alüminamatrisindeki asit-alkoksit oranı değiştirilerek, üç farklı asit-alkoksitderişiminde malzeme elde edilmiştir. Bu üç farklı malzeme 600 ºC, 900 ºC ve1300 ºC' da kalsine edilmiş, ardından malzemelerin karakterizasyonuyapılmıştır. Matristeki asit derişiminin ve kalsinasyon sıcaklığının değişimi ilemalzemenin yüzey alanı ve gözenek çapının değişimi incelenmiştir. Asit derişimideğişimi bu parametreleri çok fazla etkilememiştir. Ancak kalsinasyonsıcaklığının değişimi ile her iki parametre de değişmiştir. Malzemelerin,karakterizasyon çalışmaları kapsamında Braunauer Emmet Teller Metodu(BET) kullanılarak yüzey alanı ve gözenek çapı belirlenmiştir. Oluşanmalzemenin içerisinde en yüksek yüzey alanı asit/alkoksit oranı 0,02 olan ve600 ºC' da kalsine edilen kompozit malzemenindir. Yüzey alanı 192,29m2/g,gözenek çapı ise 18,2 A' dur. Malzeme karakterize edilirken BET analizlerininyanı sıra faz yapısı x ışını kırınımı, yüzey özellikleri ve mikroyapısı taramalıelektron mikroskobu, termal özellikleri termogravimetrik analiz ve diferansiyeltaramalı kalorimetre cihazları ile incelenmiştir. Ayrıca helyum piknometresikullanılarak üretilen malzemelerin yoğunlukları da saptanmıştır.

Abstract:
The improvement of technological development continues with an increasingacceleration day by day. Especially the development on space technologynecessitates developing new material groups. One of the developed materialgroups is composite materials. Basically if two or more materials come togetherto make a better material is called composite material. The aim of this study isto produce alumina-zirconia composite material by sol-gel method. Threematerials with different acid/alkoksid ratios were produced by changing acid-alkoksid ratio in alumina. The produced materials were calcinated at 600 ºC,900 ºC and 1300 ºC, and then their characterization was done by using DSC,XRD, TGA, BET. The effects of the acid concentration and calcinationtemperature in the alumina matrix on the surface area and pore radius wereobserved. The change of the acid concentration didn?t effect these parameterssignificantly. However, the change of the calcination temperature changed theseparameters. The surface area and pore diameter of materials were determinedby using Braunauer Emmet Teller Method (BET). The highest surface area wasestablished in to the material that acid/alkoksid ratio of 0.02 and calcinationtemperature of 600 ºC. Surface area is 192,29m2/g, pore diameter is 18,2 A.During material characterization except BET analysis, materials phase systemwas observed with x-ray difractometer, surface and micro characteristic of thematerials was examined by scanning electron microscopy, thermal propertiesmesaurement was analyzed done by thermogravimetric analysis and differentialscanning calorimeter. Furthermore the densities of the produced materials weremeasured by using helium pycnometer.