Değerli metal tozlarının organik bağlayıcılar ve katkılarla metal kil hamur haline dönüştürülmesi
Conversion of precious metal powders into metal clay dough with organic binders and additives
Yazar: AHMET BALTACI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAADDİN GÜNDEŞ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN YAYKAŞLI
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: El Sanatları = Crafts ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Değerli metal sektörü = Precious metal industry ; Gümüş takılar = Silver jewelerys ; Hidrometalurji = Hydrometallurgy ; Madeni takılar = Metal parures

Özet:
Bu çalışmada değerli metal tozları ile organik bağlayıcıların bileşimleri kullanılarak özellikle kuyumculuk sektöründe karmaşık, özel görünümlü takı ve süs eşyalarının el ve aletler ile şekillendirilip metal formda üretilmesini sağlayan metal kil hamurları geliştirilmiştir. Çalışmamızda metal kil hamurlarında kullanılan saf gümüş metal tozları hidrometalurji yöntemiyle üretilmiştir. Metil selüloz ve guar gam ile beş farklı metal toz karışımı (Saf Ag, 950 Ag, 925 Ag, 900 Ag, Saf Cu ve Bronz) kullanılarak kuru ve sinterlenmiş metal kil hamurları üretilmiştir. Bu üretilen metal kil hamurlarının mikroyapısı, fiziksel özellikleri ve kimyasal bileşimleri incelenmiştir. Araştırmalar için optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Arşimet yoğunluk testi, X-Işınları Floresans Spektrometresi (XRF) ve büzülme oranı analizleri yapılmıştır. Hidrometalurji yöntemiyle ürettiğimiz saf gümüş tozlarının parçacık boyutunun 50 mikrondan küçük olduğu belirlenmiştir. Üretilen metal kil hamurları ile Saf Ag, 950 Ag, 925 Ag, 900 Ag, Saf Cu ve Bronz tozlarının XRF sonuçları stokiyometrik oranlarla uyumlu olduğu görülmüştür. Organik bağlayıcı ve metal tozlarının morfolojik mikroyapıları literatür ile uyumlu olduğu gözlenmiştir. Elde edilen metal kil hamurlarının bakır katkısının artmasıyla yoğunluk sonuçlarında düşüş olduğu belirlenmiştir. Saf metal tozlarının (gümüş, bakır) metil selüloz ve guar gam ile bağlayıcıları daha etkili olduğu belirlenmiştir. Metil selüloz ile metal tozların karışımında bakır oranı arttıkça bağlayıcılık özelliklerinin düştüğü görülmüştür. Oluşturulan metal kil hamurlarının sinterleme sonrası büzülme oranlarının yaklaşık %8-15 aralığında olduğu hesaplanmıştır. Sinterleme sonrası, zımpara ve cilası yapılan metal kil hamurlarının takı ve hediyelik eşya yapımına uygun metal form özelliği kazandığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, metal clay doughs  were developed that enable complex, special-looking jewelry and ornaments to be shaped with hands and tools and produced in metal form, especially in the jewelry industry, by using combinations of precious metal powders and organic binders. In our study, pure silver metal powders used in metal clay doughs   were produced by the hydrometallurgy method. Dry and sintered metal clay doughs were produced using methyl cellulose and guar gum and five different metal powder mixtures (Pure Ag, 950 Ag, 925 Ag, 900 Ag, Pure Cu and Bronze). The microstructure, physical properties and chemical compositions of these produced metal clay doughs were examined. For research, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), Archimedes density test, X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF) and shrinkage rate analyzes were performed. It has been determined that the particle size of the pure silver powders we produce by the hydrometallurgy method is less than 50 microns. XRF results of the produced metal clay doughs and Pure Ag, 950 Ag, 925 Ag, 900 Ag, Pure Cu and Bronze powders were found to be compatible with stoichiometric ratios. It was observed that the morphological microstructures of organic binder and metal powders were compatible with the literature. It was determined that there was a decrease in the density results as the copper contribution of the obtained metal clay doughs  increased. It has been determined that pure metal powders (silver, copper) and binders with methyl cellulose and guar gum are more effective. It has been observed that as the copper ratio increases in the mixture of methyl cellulose and metal powders, the binding properties decrease. It has been calculated that the shrinkage rates of the created metal clay doughs after sintering are in the range of approximately 8-15%. It was determined that metal clay doughs , which were sanded and polished after sintering, gained metal form properties suitable for jewelry and souvenir making.