α/ß-SiAlON seramiklerinin sürünme davranışlarının incelenmesi
The creep behavior study of α/ß-SiAlON ceramics
Yazar: ALPER ULUDAĞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DİLEK TURAN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Isıl işlem = Heat treatment ; Sialon seramikleri = Sialon ceramics ; Sürünme = Creep ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
SiAlON seramikleri sahip oldukları iyi ısıl-mekanik ve kimyasal özellikleri sebebiyle yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılabilme potansiyeli olan malzemelerdir, fakat bugüne kadar yüksek sıcaklık uygulamalarındaki kullanımları sınırlı düzeyde kalmıştır. SiAlON seramiklerinin güvenilirlik özelliklerinden biri olan sürünme performansları bu malzemelerin yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılabilirliğini belirlemektedir. Bu çalışmada, ?/ß-SiAlON seramiklerinin yüksek sıcaklık eğilme sürünme davranışlarının incelenmesi amaçlanmıştır. SiAlON seramiklerinin sürünme davranışları 1300-1400 ºC sıcaklık, 50-150 MPa gerilme aralıklarında, hava ortamında, 72 saat süreli dört nokta eğilme sürünme deneyleri ile incelenmiştir. Isıl işlemin ve farklı sinterleme katkılarının (Y2O3, Er2O3) ve SiC ilavesinin SiAlON seramiklerinin sürünme performansları üzerindeki etkileri ele alınmıştır. Sonuç olarak mevcut test koşulları altında taneler arası amorf faz kristalizasyon derecesinin ve malzemenin yoğunlaştırılmasında kullanılan sinterleme katkı malzemesine bağlı olarak taneler arası faz kimyasının sürünme performanslarını etkileyen en önemli parametreler olduğu belirlenmiştir. SiAlON seramiklerinin Si3N4 ile benzer sürünme özelliklerine sahip olması göz önüne alındığında bu malzemelerin Si3N4 seramiklerine nazaran yüksek sıcaklık uygulamalarında daha fazla kullanılabilme potansiyeli vaat etmektedir. Çünkü SiAlON seramikleri Si3N4 seramiklerine nazaran daha ucuz ve kolay bir şekilde üretilebilmekte ve kompozisyonlarındaki değişiklik ve ısıl işlem uygulamaları ile yüksek sıcaklık uygulamaları için çok daha fazla geliştirilebilme serbestliği sağlamaktadır.

Abstract:
SiAlON ceramics are potential materials to be used for high temperature applications due to their good thermo-mechanical and chemical properties, but their uses have been limited so far. Creep performance of SiAlON will finally determine its use as high temperature components. The aim of the study was to investigate the high temperature bending creep behavior of ?/ß-SiAlON ceramics. The creep behavior of ?/ß-SiAlON ceramics was investigated by four-point bending creep tests under stresses from 50 to 150 MPa at temperatures from 1300°C to 1400°C in air. The role of the heat treatment, using different sintering additives (Y2O3, Er2O3) and addition of SiC particles on the creep performance of SiAlON ceramics were studied. Consequently, the degree of crystallization of grain boundary amorphous phases and intergranular phase chemistry depending on the type of sintering additive used for densifying of material have been found as the most important parameters effecting creep performance of these materials under existing test conditions. Considering SiAlON ceramics have similar creep prop¬erties as Si3N4, these materials promise more applicability than Si3N4 ceramics as high temperature components, because SiAlON ceramics can be fabricated easier and cheaper and offer more freedom than Si3N4 for tailoring to high temperature applications through changes in composition and heat treatment.