Hegzagonal bor nitrür toz sentezi ve sinterleme davranışları
Hexagonal boron nitride powder synthesis and sintering behaviours
Yazar: İRFAN TÖRE
Danışman: PROF. DR. NURAN AY
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Eşsiz özelliklere sahip, yapay bir malzeme olan hegzagonal bor nitrür pekçok sektörde kullanılmaktadır. Bor nitrür farklı üretim yöntemleri ileüretilebilmektedir. Bu çalışmada, borik asitten bor oksit üretilmiş ve bor oksitin700, 800 ve 900 oC'de nitrürlenmesi sonucunda ham bor nitrür elde edilmiştir.Ham bor nitrür içinde bor oksit, kalsiyum borat fosfat fazları mevcuttur, busafsızlıklar liç işlemi ile uzaklaştırılmıştır. Elde edilen bor nitrür turbostatikyapıdadır. 1400, 1500, 1600 ve 1700 oC'de ısıl işlemler ile hegzagonal bor nitrüroluşumu incelenmiştir. Üretilen bor nitrür tozlarının birim ağırlıkları,yoğunlukları, XRD paternleri, La ve Lc indeksleri, FTIR spektrumları, taneboyutları, mikroyapıları (SEM) ile incelenmiştir. 900 oC'de üretilen 1400 oC'deısıl işlem yapılan tozlardan bor nitrür tabletler üretilmiş ve 1800, 1900 oC'desinterlenmiştir. Tabletler katkısız, %(2, 4 ve 6) B2O3 katkılı ve %(2, 4 ve 6) Y2O3katkılı olarak üretilmiştir. Sinterlenen numunelerin yoğunluk, Vickers sertlikdeğeri, XRD paternleri, Lc indeksleri ve mikroyapıları incelenmiştir. Bor oksidinamonyakla nitrürlenmesi sonucunda üretilen bor nitrürün saflaştırılıp ısıl işlemyapılması sonucunda saf hegzagonal bor nitrür elde edilmiştir. Bor nitrür tozulevhalarından oluşan aglomeralar şeklindedir. Bor nitrürün sinterlenmesine B2O3ve Y2O3'in katkısının olduğu, teorik yoğunlukların %70'ler civarında olduğutespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Hegzagonal bor nitrür, Nitrürleme, Isıl işlem, Sinterleme,Karakterizasyon

Abstract:
Hexagonal boron nitride which is synthetic materials is used many areahas unique properties. Boron nitride can be produced by different productionmethods. In this study, raw boron nitride was nitrided with boron oxide which isproduced from boric acid at 700, 800 and 900 oC. Raw boron nitride includesimpurities as boron oxide and calcium borate phosphate which were purified byleaching process. Produced raw boron nitride has turbostatic structure. Occurrenceof hexagonal boron nitride were examined by heating process at 1400, 1500, 1600and 1700 oC. Unit weights, densities, XRD patterns, La and Lc indexes, FTIRspectrums, particle sizes and microstructures of produced boron nitride powderswere examined. Boron nitride pellets which is produced from boron oxidepowders nitrided at 900 oC and calcinated powders at 1400 oC were sintered at1800 and 1900 oC. Pellets with no additives, (2, 4 and 6)% B2O3 and (2, 4 and6)% Y2O3 additives were produced. Densities, Vickers hardness, XRD patterns, Lcindexes and microstructures of sintered samples were examined. High purityhexagonal boron nitride were synthesized by nitriding boron oxide with ammoniaand calcinated of this produced boron nitride. It was observed that boron nitridepowders has laminate and agglomerate structure. It was found that B2O3 and Y2O3additives affects sintering process positively and theoretical density is about 70%.Keywords: Hexagonal boron nitride, Nitridation, Thermal process, Sintering,Characterization