Diasporitin parçalanma kinetiğine mekanik aktivasyonun etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of mechanical activation on decomposition kinetics of diaspore
Yazar: IBRAHIM HAJI
Danışman: PROF. DR. KENAN YILDIZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Anahtar Kelimeler: Diasporitik boksit, mekanik aktivasyon, parçalanma kinetiği, izotermal olmayan kinetik.
Bu çalışmada, Gaziantep – Islahiye bölgesi diasporitik boksidin parçalanma kinetiği üzerine mekanik aktivasyonun etkisi araştırılmıştır. Diasporitik boksit (α-AlOOH) gezegensel bilyalı değirmen kullanılarak 30 dakika mekanik olarak aktive edilmiştir. Aktive edilmemiş ve aktive edilmiş diasporitik boksit farklı ısıtma hızlarında ( 5 – 10 – 15 – 20 °C/dak) termogravimetri ile analiz edilmiştir. Aktive edilmemiş diasporitik boksidin parçalanması 300°C ile 600°C arasında tek kademede gerçekleşmiştir. Buna karşılık aktive edilmiş diasporitik boksidin parçalanması, mekanik aktivasyon esnasındaki yapısal düzensizlikler nedeniyle yaklaşık 150°C de başlamış ve 600°C de tamamlanmıştır.
Aktive edilmemiş ve aktive edilmiş diasporitik boksidin izotermal olmayan parçalanma kinetiği KAS (Kissenger – Akahira – Sunrose) denklemi kullanılarak yapılmıştır. Bu, modelsiz bir metottur. Farklı ısıtma hızlarındaki termogravimetrik data kullanılarak, her bir parçalanma oranı (α) için parçalanma sıcaklıkları tespit edilmiş ve ln(β/T2) – 1/T diyagramındaki eğimlerden aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır.
Bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre, aktive edilmemiş diasporitik boksidin parçalanması için aktivasyon enerjisi yaklaşık 220 kJ/mol'dür. Bu değer aktive edilmiş diasporitik boksitte yapısal düzensizlikler nedeniyle 0,1 ≤ α ≤ 0,5 için 80 – 140 kJ/mol aralığındadır ve daha sonra deforme olmamış yapının kalması nedeniyle 230 kJ/mol değerine artmıştır.

Abstract:
Keywords: Diasporitic bauxite, mechanical activation, decomposition kinetics, non-isothermal kinetics.
In this study, the effect of mechanical activation on decomposition kinetics of diasporic bauxite from Gaziantep – Islahiye region. Diasporic bauxite (α-AlOOH) was activated mechanically for 30 min by using planetary ball milling. Non-activated and activated diasporic bauxite were analyzed by thermogravimetri with different heating rates (5 – 10 – 15 – 20 °C/min). The decomposition of non-activated was taken place between 300°C and 600°C in one step. On the other hand, the decomposition of activated diasporic bauxite was started at about 150°C and the reaction was completed at 600°C owing to structural disordering during mechanical activation.
Non – isothermal decomposition kinetics of non-activated and activated diasporic bauxite was performed by using KAS (Kissenger – Akahira – Sunrose) equation. This is a model – free method. Using thermogravimetric data at different heating rates (β), temperatures of decomposition for each decomposition ratio (α) was deduced and activation energies were calculated from the slopes from ln(β/T2) – 1/T diagram.
According to the results obtained in this study, it was concluded that the activation energy for decomposition of non-activated diasporic bauxite is about 220 kJ/mol. This value was in the range of 80 – 140 kJ/mol for 0,1≤ α ≤0,5 because of structural disorderings and then increased to 230 kJ/mol because of the remainder of the undeformed structure.