Titanyum diborürün karbotermik redüksiyon yöntemi ile üretimi
Synthesis of titanium diboride by carbothermal reduction process
Yazar: KUTLUHAN KURTOĞLU
Danışman: DOÇ.DR. FİLİZ ÇINAR ŞAHİN ; PROF.DR. ONURALP YÜCEL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Seramik kompozitler = Ceramic composites ; Seramik malzemeleri = Ceramic materials ; İleri teknoloji = Advanced technology

Özet:
Bu tez çalısmasında, ileri teknoloji seramiklerinden biri olan titanyum diborürünkarbotermik redüksiyon yöntemi ile üretim kosulları arastırılmıstır. Karbotermikredüksiyon üç farklı grup hammadde karısımından yola çıkılarak gerçeklestirilmistir.lk grup TiO2, B4C ve C karası tozlarından; ikinci grup TiO2, B2O3 ve C karasıtozlarından; üçüncü grup ise TiO2, B4C, B2O3 ve C karası tozlarından meydanagelmektedir. Deneylerin sonucunda elde edilen TiB2 tozları birbirleri ilekarsılastırılarak; baslangıç hammaddesinin bilesiminin, deney sıcaklık ve süresinin;redüksiyonun gelisimine, elde edilen ürünün bilesimine ve toz morfolojisine etkisiincelenmistir. Bor kaynagı olarak B4C ve B2O3'ün ayrı ayrı kullanıldıgı her iki grupdeneylerde 1600 °C sıcaklıkta 60 dakika süre ile ve 1700 °C sıcaklıkta 15 dakika süre ilegerçeklestirilen deneylerin sonucunda % 100'lük nispi agırlık kaybı ve tümüyle TiB2'den olusan yapı içerigi gibi istenilen özelliklerin elde edilmesi için yeterli oldugu tespitedilmistir. Ayrıca 1700 °C'de 60 dakika süre ile gerçeklestirilen deneyler neticesinde,bor kaynagının B4C oldugu deneyde mikron altı mertebede, hegzagonal sekilde; borkaynagının B2O3 oldugu deneyde ise 5 ?m boyutunda ve hegzagonal sekilde tanelerdenolusan tozlar üretilmistir. Bor kaynagı olarak B4C ile B2O3'ün birlikte kullanıldıgı 3.grup deneylerde ise 1600 °C'de 60 dakika süre ile tüm karısım oranlarındagerçeklestirilen deneyler sonucunda % 100 civarında nispi agırlık kaybına ve tümüyleTiB2'den olusan yapıya rastlanmıstır. Deney sıcaklıgı 1400 °C'ye düsürülüp deneysüresi 60 dakika olarak tutuldugunda ise hammaddeki B4C-B2O3 karısımındaki B4Coranının arttırılması ile yapıda baslangıçta ikincil faz olarak bulunan TiB2'nin anafazhaline geldigi X-ısını analizleri ve nispi agırlık kaybı degisimlerinden tespit edilmistir.Anahtar Kelimeler: TiB2, Karbotermik Redüksiyon

Abstract:
In this study, the synthesis by carbothermal reduction process of titanium diboride TiB2was investigated. The experiments were carried out beginning from three differentgroups of raw material mixtures. The first group consists of TiO2, B4C and C blackpowders, the second consists of TiO2, B2O3 and C black powders and the third consistsof TiO2, B4C, B2O3 and C black powders. The effects of initial raw material?scomposition, the temperature and the duration of experiment on the process ofreduction, composition and powder morphology of the final product were analysed. Forthe first and second group of experiments, it was found that experimental conditions of1700 °C-60 minutes and 1700 °C-15 minutes were sufficient for the % 100 relative massloss. Morover, as the result of the second group of experiments, hegzagonal TiB2powder with 5 ?m of particule size and as the result of the first group of experiments,submicron particules were produced under temperature of 1700 °C and duration of 60minutes. For the third group of experiments, value of % 100 relative mass loss and astructure consisting only from TiB2 phase were obtained at 1600 °C and duration of 60minutes. As the result of the experiments which were realized at 1400°C and duration of60 minutes; according to the X-ray and relative mass changes analyses; it was found thatTiB2 which was the secondary phase has become dominant phase in the structure withincreasing B4C amount in the mixture of B4C-B2O3.Keywords: TiB2, Carbothermal Reduction