Yüksek enerjili öğütme sistemleri ile YSZ (Itriya Stabilize Zirkonya) tozlarının sentezi ve polimer/YSZ sistemlerinin piroliz sonrası davranışlarının incelenmesi
Yttria stabilized zirconia powders synthesis via high energy ball milling and investigation of the after pyrolysis behaviour of polymer/yttria stabilized zirconia systems
Yazar: DUYGU YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Polimer kompozitler = Polymer composites ; Zirkonyum oksit = Zirconium oxide

Özet:
Bu çalışmada yüksek enerjili öğütme sistemleri kullanılarak ağırlıkça % 8 mol ıtriya katkılı zirkonya tozları sentezlenmiş ve geleneksel yöntemlerle üretilmiş YSZ tozlarıyla karşılaştırma yapılarak, yüksek enerjili öğütme sisteminin, katı hal sentezine göre avantajları incelenmiştir. Katı hal yöntemiyle sentezlenen itriya katkılı zirkonya tozlara 1250°C'de stabilizasyon için ısıl işlem uygulanmıştır. Yüksek enerjili öğütme ile sentezlenmiş tozlar için ise 900°C'de ısıl işlem, stabilizasyon için yeterli olmuştur.Yüksek enerjili öğütme sistemleriyle üretilecek tozların optimum öğütme süresi 4, 8, 12 ve 24 saatlik öğütme denemelerinin ardından belirlenmiştir. Elde edilen YSZ tozları kullanılarak, ekstrüder yardımıyla ağırlıkça % 65 katı oranına sahip PP/YSZ, PMMA/YSZ, TPU/YSZ kompozitleri üretilmiştir. Elde edilen kompozitler piroliz işlemine tabii tutularak, YSZ sisteminin sürekli yapısını muhafaza etme koşulları, polimer tipi ve ön-sinterleme sıcaklığının etkisi göz önüne alınarak incelenmiştir.Yüksek enerjili öğütmeyle sentezlenen tozların parçacık boyutları, yüzey alanı değerleri, yoğunlukları, faz analizleri kaydedilmiştir. PP, PMMA, TPU, PP/YSZ, PMMA/YSZ ve TPU/YSZ sistemlerin TGA incelemeleri gerçekleştirilerek YSZ tozlarının polimerin bozunma sıcaklığına etkisi araştırılmıştır. Bununla birlikte PP, PMMA, TPU, PP/YSZ, PMMA/YSZ ve TPU/YSZ sistemlerinin ergiyik akış hızı değerleri belirlenmiş ve YSZ tozunun, sistemin akış hızına etkisi araştırılmıştır.YSZ ve alümina matrisli, PP/YSZ fiber katkılı sistemlerde piroliz sonrası önsinterleme sıcaklığının yapıya etkisini araştırmak üzere faz analizleri, yoğunluk ölçümleri, sertlik değerleri, SEM, optik ve stereo mikroskop incelemeleri gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In this study, 8% mole yttria doped zirconia powders have beensynthesized via high energy ball milling and yttria stabilized zirconia powders also have been synthesized via solid state synthesis (SSS). Solid state synthesized yttria stabilized zirconia powders have been synthesized in order to observe the advantages of high energy ball milling and after mixing, it was heated to 1250°C for stabilization. For high energy ball milled YSZ powders, stabilization temperature was 900°C.Optimum milling time of yttria stabilized zirconia powders which produced via high energy ball milling is determined by milling experiments such as 4, 8, 12 and 24 hours.With 65 wt% solid content, polymethyl methacrylate/yttria stabilized zirconia, polypropylene/yttria stabilized zirconia, thermoplastic polyurethane/yttria stabilized zirconia composites have been produced via extruder. With pyrolysis process, stability conditions of continuous yttria stabilized zirconia have been investigated according to type of polymer and pre-sintering temperature.In addition to these systems, after pyrolysis, physical appearance of PMMA/YSZ, PP/YSZ, TPU/YSZ disks which formed from PMMA/YSZ, PP/YSZ, TPU/YSZ fibers examined with stereo microscope images. Particle size, surface area, density, phase analysis characterization of powders that have been produced via high energy milling and solid state synthesis were investigated.