Si3N4 başlangıç tozlarının alfa-SiAlON seramiklerinin mikroyapısına etkisi
Effect of Si3N4 starting powders on alfa-SiAlON ceramics microstructure
Yazar: ŞENİZ REYHAN KUŞHAN
Danışman: DOÇ. DR. HASAN MANDAL
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2000
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Başlangıç tozu = Starting powder ; Seramikler = Ceramics ; Silisyum nitrür = Silicon nitride ; Sinterleme = Sintering

Özet:
Yüksek Lisans Tezi Sİ3N4 BAŞLANGIÇ TOZLARININ a-SiAION SERAMİKLERİNİN MİKRO YAPISINA ETKİSİ ŞENİZ REYHAN KUŞHAN Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Hasan MANDAL 2000 Silisyum nitrür ve SiAlON malzemeleri iyi mekaniksel, ısıl ve kimyasal özellikleri nedeniyle mühendislik uygulamaları için avantajlı malzemelerdir, a ve P-SiAlON seramiklerinden her ne kadar |3 ilk gelişen grup olsa da, a-SiAION seramikleri mükemmel sertliğe sahip olmaları ve kullanılan sinterleme ilavelerinin yapıya girerek tane sınır fazım minimuma indirmesi nedeniyle çok daha fazla ilgi çekmişlerdir. Ancak eşeksenli mikroyapıya sahip olması nedeniyle relatif olarak düşük tokluğa sahiptir. Kırılma tokluğunu arttırmak için iğnemsi yapıya sahip a- SiAlON üretimi üzerine başarıyla sonuçlanan çalışmalar yapılmaktadır. Ancak bu çalışmalarda ya oksijen ve alüminaca zengin bir kompozisyon hazırlanarak. çubuksu tane oluşumu zengin camsı faza bağlı olarak sağlanmış ve yüksek sıcaklık mekaniksel özellikleri açısından zayıf malzemeler elde edilmiş yada HIP gibi zor ve pahalı bir sinteleme tekniği kullanılmıştır. Bu çalışmanın diğerlenden farkı, azotça zengin bir kompozisyon seçilmesi ve gaz basınçlı sinterleme gibi basit ve ucuz bir sinterleme yöntemiyle yoğunlaşmanın sağlanmasıdır. Başlangıç Sİ3N4 tozunun kompozisyonu ve sinterleme şartlarına bağlı olarak mikroyapıda meydana gelen değişiklik yapılan SEM analiziyle gözlenmiştir. P-Sİ3N4 tanelerinin çekirdek görevi görerek çubuksu mikroyapı sağladığı görülmüştür. Bunun yanında tek basamaklı sinterleme yerine çekirdeklerime için imkan sağlayan iki basamaklı sinterlemeyle de benzer bir mikroyapı elde edilmiştir. Böylece rulman yataklarında kullanım potansiyeline sahip, hem sert hem de tok a-SiAION üretilmiştir. Anahtar Kelimeler: a-SiAION, Sİ3N4 Başlangıç Tozu, Sinterleme Şartlan, Tane mikroyapısı

Abstract:
Master of Science Thesis EFFECT OF Si3N4 STARTING POWDERS ON cc-SiAlON CERAMICS GRAIN MORPHOLOGY ŞENİZ REYHAN KUŞHAN Anadolu University Graduate School of Natural and Applied Sciences Ceramics Engineering Program Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Hasan MANDAL 2000 Silicon nitride and SiAlON has advantages of good mechanical, thermal and chemical properties for engineering applications. Although (3 is the first developed group among a and P-SİA10N ceramics, cc-SiA10N ceramics have attracted more attention because they show excellent hardness and offer the possibility of reducing the residual glassy grain boundary phase by the incorporation of sintering aids into the crystal structure. But according to their equiaxed microstructure they have relatively low toughness. There has been successful experimentation to develop elongated form of cc-SiA10N to improve the fracture toughness. But in these studies either an oxygen and aluminium rich composition which lowers the high temperature mechanical properties according to the residual glassy grain boundary phase or an expensive and difficult sintering technique, HIP, is required. The difference of this study from the previous ones is the nitrogen rich starting composition and providing desification by gas pressure sintering which is a cheap and easy way of sintering. Microstructural development according to both Sİ3N4 starting powder composition and sintering conditions are observed. It was revealed that P-Sİ3N4 grains act a seeding role for elongated microstructure. Beside this, two-stage-sintering instead of one stage also provided the formation of elongated grains by means of allowing nucleation time. Thus, a hard and tough a-SiA10N is produced which has a potential application as ball bearing. Keywords: ct-SiA10N, Sİ3N4 Starting Powder, Sintering Conditions, Grain Morphology