Uçucu kül kullanılarak bor katkılı anortit üretimi
Anorthite production from fly ash with addition of boron
Yazar: UĞUR AYDOĞAN
Danışman: DOÇ.DR. METİN GÜRÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, elektronik endüstrisinde entegre devre altlık malzemesi olarakkullanılan anortit seramik malzeme, termik santral uçucu külü ve bor (borikasit) kullanılarak toz metalurjisi yöntemleri ile üretilmeye çalışılmıştır. Katkısızve farklı oranlarda (%2, %4 ve %6) borik asit katkısı kullanılarak elde edilennumuneler 900oC-1300oC sıcaklıkları arasında sinterlenmiş ve sinterlenenpelletler XRF, XRD, SEM kullanılarak karakterize edilmiştir. XRF analizleri,üretilen numunelerin bileşiminin anortite yakın olduğunu, ancak anortityanında safsızlıklar içerdiğini göstermiştir. Bu safsızlıklar anortit üretimindekullanılan uçucu külden kaynaklanmıştır. XRD analizleri sonucunda 900oC'deanortit oluştuğu ve sıcaklık arttıkça anortit miktarının arttığı ancak, 1200oC'deyapı hemen hemen tamamen anortite dönüşmesine rağmen, tek fazlı anortityapısı elde edilemediği görülmüştür. Borik asit katkısının anortit oluşumunuhızlandırdığı, ancak yüksek bor oranının anortit oluşumunu çok fazlaetkilemediği tespit edilmiştir. SEM incelemeleri, genelde bor katkılınumunelerin katkısıza göre daha uniform bir yapıya sahip olduğunu, ancakborik asit katkısının artmasıyla yapıda kısmi ergimelerin arttığını 1200ºC'dehem katkılı hem de katkısız numunelerde ergimenin meydana geldiği ve yapınınyüksek oranda camsı faz içerdiğini göstermiştir. Borik asit katkılı ve katkısıznumunelerin yoğunluk ölçümleri, yoğunluk ile sıcaklık ve borik asit katkısıarasında kararlı bir değişimin olmadığını göstermiştir. Borik asit katkılı vekatkısız numunelerde elde edilen maksimum relatif yoğunluk değeri yaklaşık%61 olarak saptanmıştır. Daha yüksek yoğunluk değeri elde etmek için1300oC'de yapılan sinterleme işleminde, numuneler ergidiğinden bunumunelerin karakterizasyonu mümkün olmamıştır.

Abstract:
In this study, anorthite ceramic, used as base material of integrated circuit inelectronics industry, is tried to produce from fly ash of thermal power stationwith addition of boric acid by means of powder metallurgy. The specimens thatwas produced with addition of different amounts of boron (2%, 4% and 6%)and without boron were sintered between 900oC-1300oC and characterisedusing XRF, XRD and SEM. XRF results indicated that the composition of thespecimens were near to the anorthite composition but they also contained highamounts of impurities. These impurities were due to fly ash that was used in theanorthite production. XRD analysis revealed that anorthite is formed at 900oCand its amount is increased with temperature. However, no single phase ofanorthite was obtained eventhough it was about completely transformed toanorthite at 1200oC. Boric acid addition accelerated the formation of anorthitebut high levels of boron did not have a significant effect on anorthite formation.SEM analysis showed that boron added samples had more uniformmicrostructure than boron free samples. Nevertheless, as the boron content wasincreased, the partial meltings rised and at 1200oC both boron added and boronfree samples contained significant amount of glassy phase. Densitymeasurements of boron contained and boron free specimens indicated thatthere were no consistent relation between density and temparature and densityand boron content. The maximum relative density obtained in boron added andboron free samples was around 61%. In order to obtain higher density value,the specimens were subjected to further sintering at 1300oC and resulted inmelting. Therefore it was not possible to caracterise those specimens.