Deli Halil (Osmaniye) bazaltik pomzalarının cam seramik yapımında kullanım olanakları ve karakterizasyonu
Usability of Deli Halil (Osmaniye) basaltic pumice in glass ceramic production and characterization
Yazar: SUNA ÇETİN
Danışman: YRD. DOÇ. MUSTAFA AKYILDIZ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Yatakları ve Jeokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Doğal kaynakların tüketimi sonucu artan hammadde ihtiyacı, çeşitli malzemelerin üretiminde atık malzemelerin ve doğal kayaçların alternatif hammadde olarak değerlendirilmesini kaçınılmaz kılmaktadır. Bu çalışmada, cam-seramik malzemelerin üretiminde kullanılabilecek alternatif hammadde kaynağı olabileceği düşünülen ve doğal kayaç grubunda yer alan; Doğu Akdeniz Bölgesi'nde geniş bir alana yayılmış yerüstü rezervine sahip bazaltik pomzanın cam seramik yapımında kullanılabilirliği araştırılmıştır.1450oC'de 3 saat bekletilerek dökülen cam örneğine diferansiyel termal analiz yapılmış, elde edilen sonuçlar doğrultusunda, çekirdeklenme ve ısıl işlemler uygulanmıştır. Uygulanan ısıl işlem koşullarında meydana gelen faz dönüşümleri ve mikroyapıları diferansiyel termal analiz (DTA), x-ışınları difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile belirlenmiştir. Bazalt cam-seramiklerinin yoğunluk, sertlik ve eğilme dayanımı gibi fiziksel özelliklerinin yanısıra kimyasal özellikleri de tespit edilmiştir. Aynı işlemler belirli oranlarda (%2-%6) TiO2 çekirdeklendirici katkı maddesi ilave edilmiş bazalt camlarına da uygulanmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda bazaltik pomzadan camlaşma özelliği yüksek, homojen siyah renkli bazalt camları elde edilmiş; uygun ısıl işlemler sonucunda katksız bazalt camı ve %2-%4 TiO2 katkılı bazalt camlarının kristallendirilmesi ile piroksen fazı oluşmuştur. %6 TiO2 katkılı bazalt camlarının kristallendirilmesi ile de piroksen fazına ilaveten hematit fazı oluşmuştur. Çekirdeklenme ve kristal büyütme uygulanmış katkısız ve katkılı bazalt cam-seramiklerinin kimyasallara dayanımları oldukça iyi olup sertlik değerleri 615 ile 740 kg/mm2 (HV01) arasında, üç nokta eğilme dayanımları da 53-206 MPa arasında değişmiştir.

Abstract:
The need for raw materials ever-increasing due to the consumption of natural sources makes it inevitable to use waste materials and natural rocks as alternative raw materials in the production of various materials. This study investigates the usability of basaltic pumice in glass ceramic production, which is cited within natural rock group that may become alternative raw material source and has a widely distributed surface reserve in East Mediterranean Region.Differential thermal analysis was performed on glass sample poured into mold after 3 hours at 1450oC, and accordingly, nucleation and thermal processes were applied. Phase transformations and microstructures forming under thermal process conditions were determined by differential thermal analysis (DTA), x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Chemical properties of basaltic glass-ceramics were determined besides physical properties like density, rigidity and flexure strength. The same processes were also applied to basaltic glasses with (2%-6%) TiO2 nucleating agents.Homogenous and black basalt glasses with high glassing property were obtained from basaltic pumice as a result of the performed applications, and pyroxene phase was formed by the crystallizations of unsupplemented basalt glasses and 2%-4% TiO2 supplemented basalt glasses. Besides pyroxene phase, hematite phase was formed by the crystallization of 6% TiO2 supplemented basalt glasses. Supplemented and unsupplemented basalt glass ceramics subjected to nucleation and crystallization growth processes demonstrated good distribution to chemicals and their rigidity ranged between 615-740 kg/mm2 (HV01), biaxial flexure strength ranged between 53-206 MPa.