Tane sınırı fazı azaltılmış alfa-beta sialon seramikleri
Alfa-beta sialon ceramics with reduced amount of grain boundry phase
Yazar: EMRAH DÖLEKÇEKİÇ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN MANDAL
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1999
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Oksitlenme = Oxidation ; Seramikler = Ceramics ; Sertlik = Hardness ; Sialon seramikleri = Sialon ceramics ; Sinterleme = Sintering

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi TANE SINIRI FAZI AZALTILMIŞ a-p SÎALON SERAMİKLERİ EMRAH DÖLEKÇEKİÇ Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Seramik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Hasan MANDAL 1999 Sialon seramikleri yüksek sertlik ve tokluk değerlerinden dolayı, kesici uçlarda ve aşındırıcılarda kullanılabilirler. Sialonlar ayrıca yüksek sıcaklık uygulamalarına da adaydır. Ancak, yüksek sıcaklıklarda, tane sınırı camsı fazından dolayı, oksitlenme ve koro2yon dirençlerini kaybetmeye başlarlar. Bu çalışmada, a-p sialon fazı bölgesinde bulunan bir başlangıç kompozisyonu seçilerek (m=0,8 ve n=l), tane sınırı fazı miktarının azaltılması denenmiştir. Nadir toprak elementi oksitleri, tek başlarına ve karışım halinde (Nd2Û3, Sm203, Dy203, Yb203, [Nd,Yb]203), cc-sialon katkı maddesi olarak kullanılmışlardır. Başlangıç tozlarının yeterli miktarlarda karıştırılmasıyla hazırlanan numuneler, sinter-HIP veya basınçsız sinterleme yöntemleri uygulanarak yoğunlaştırılmışlardır. Sinterlenmiş malzemelerin içerdikleri fazlar ve bunların miktarları XRD ve SEM analiz teknikleri kullanılarak belirlenmiştir. Sertlik ve oksitlenme direnci testleri de, sinterlenmiş malzemelere uygulanmıştır. Basınçsız sinterleme tekniğiyle bile tam yoğunluk sağlanmıştır. Katkı maddeleri kullanılarak yoğunlaştırılan numuneler üzerinde yapılan X-ışınları difraktometresi sonucunda, beklenildiği üzere a ve p sialon fazlarına rastlanmıştır. SEM görüntüleri, tane sınırlarındaki camsı faz miktarının, literatürdeki daha önceki çalışmaların sonuçlarına oranla, önemli miktarda azaltıldığını ispatlamıştır. Bu sonuçlar ayrıca, 1400 °C ye kadar yapılan oksitlenme testi sonuçlarıyla da desteklenmiştir. XRD ve SEM sonuçları, a-sialon miktarının, numune yüzeyinden numunenin içine doğru gidildikçe azaldığını göstermiştir. Bu özellik, aşındırma fonksiyonlu malzeme üretiminde sialon seramiklerinin kullanımını arttırabilir. Anahtar kelimeler: o>p sialon, nadir toprak elementi katkıları, sinter-HIP.

Abstract:
ABSTRACT Master of Science Thesis a-p SiAlON CERAMICS WITH REDUCED AMOUNT OF GRAIN BOUNDARY PHASE EMRAH DÖLEKÇEKİÇ Anadolu University Graduate School of Natural and Applied Sciences Ceramic Engineering Program Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hasan MANDAL Due to the high hardness and toughness of sialon ceramics, they can be used as cutting tools and abrasives. Sialons are also candidate for high temperature applications. However, at high temperatures, they start to loose their oxidation and corrosion resistance because of the residual grain boundary glassy phase. In this study, the amount of grain boundary phase has been tried to reduce by choosing a starting composition which was in a-P sialon phase region (m=0.8 and n=1.7). Single and mixed rare earth oxide dopants, e.g. Nd2Û3, Sn^Ch, Dy2Û3, Yb203, (Nd,Yb)2Û3 were used as a-sialon dopants. After mixing the appropriate amounts of starting powders, samples were sintered either by sinter-HIPing or pressureless sintering. Sintered materials were analyzed by XRD and SEM to investigate the produced phases and their quantities. Hardness and oxidation resistance tests were also performed on the sintered samples. Full densification were obtained even after pressureless sintering. X-ray diffraction on the samples densified with all dopants resulted in a-P sialon phases as expected. SEM observations proved that the amount of residual grain boundary glassy phase significantly reduced compared with the previous results in the literature. These results have been also confirmed by the oxidation tests up to 1400°C. XRD and SEM results were also showed an interesting phenomena that the amount of a-sialon gradually decreased as moving from surface to inside of the samples. These feature may widen the use of sialon ceramics as functionally graded materials. Key words: a-P sialon, rare earth dopants, sinter-HIP.