Potasyum mikası ve kordierit içeren işlenebilir cam seramiklere çekirdeklenme katalisti (TiO2) ilavesinin kristalizasyon davranışı ve elektriksel özellikler üzerindeki etkisinin incelenmesi
Effects of nucleating agent (TiO2) addition on crystallization behavior and electrical properties of machinable glass ceramics containing potassium mica and cordierite
Yazar: BATU ORBAY
Danışman: DOÇ.DR. GÜLTEKİN GÖLLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Cam seramikler = Glass ceramics

Özet:
İşlenebilir cam seramikler, diğer tüm cam seramik malzemelerde olduğu gibi, ergitmeve döküm sonrasında elde edilen cama kontrollü çekirdeklenme ve kristalizasyon ısılişlemleri uygulanması sonucunda elde edilen malzemelerdir. Deneysel çalışmanın ilkaşamasında, 5 adet 6:4 oranında potasyum mikası ve kordierit içerecek cam bileşimihazırlanıp, karıştırıldıktan sonra uygun sıcaklıklarda dökülmüşlerdir. Bileşimden biriTiO2 içermezken, diğerleri %0.5 - %2 arasındaki oranlarda TiO2 içermektedir. Cambileşimlerine stabilizör olarak %4 CeO2 ve ergitici ajan olarak %2 CaO ilave edilmiştir.Elde edilen camlar uygun boyutlara öğütülüp elendikten sonra diferansiyel termalanalizleri (DTA) yapılmıştır. Bu analizler sonucunda endotermik ve ekzotermik ısıletkiler belirlenerek bu ısıl etkilerin hangi fazlara ait olduğunu tanımlamak için Xışınlarıdifraksiyonu (XRD) analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmanın ikinciaşamasında mikroyapı karakterizasyonu, mikrosertlik ve işlenebilirlik testleri içinsilindir ve disk şeklinde numuneler dökülmüştür. Elde edilen numunelere belirlenensıcaklıklarda ısıl işlemler uygulanarak taramalı elektron mikroskobu (SEM) ilemikroyapı karakterizasyonu, mikrosertlik testleri ile sertlikleri ve elde edilen sonuçlardoğrultusunda disk numunelere matkapla delerek işlenebilirlik testleri uygulanmıştır.İşlenebilirlik testinden sonra üretilen disk numunelerin kimyasal dayanımlarıbelirlenmiştir. TiO2 ilavesi ile, yapıdaki porositenin azaldığı gözlenmiştir. Buna bağlıolarak, cam seramiklerin hem sertlik (Hv) hem de kimyasal dayanımlarında artışgözlenmiştir. %1 ve üstündeki oranlarda TiO2 ilavesi ile, çok yüksek dielektrik sabitideğerleri elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Cam-seramik, K-mikası, kordierit

Abstract:
In the first stage of the study, 5 glass composition with a potassium mica to cordieriteratio of 6:4 have been prepared, mixed and cast at proper temperatures. One of thecompositions didn?t contain any TiO2, others contained various amount ranging from0.5% to 2% TiO2. 4% CeO2 as a stabilizer and 2% CaO as melting agent were added toglass compositions. The glasses produced after casting is milled and sieved fordifferantial thermal analysis (DTA). According to DTA results, exothermic andendothermic heat effects are determined. In order to figure out which heat effect belongsto which phase, XRD analysis was applied to the powder specimens. In the second stageof the experimental studies, disc and cylindrical shaped glass samples were cast. Afterheat treatment, microstructure and mechanical properties were determined in terms ofmicro hardness (Hv) and machinability. Machinability test was applied by drilling.After machinability tests, chemical resistances of produced materials were determined.As a result of experimental studies, it was determined that TiO2 addition promotescordierite formation. In these glass compositions curved mica that providesmachinability precipitated in glass base matrix and cordierite phase that provideshardness and chemical resistance precipitated in boundaries between mica crystals. Itwas observed that TiO2 addition of 1% and above reduces porosity, thus increasing bothhardness and chemical resistance. Addition of 1% or more TiO2 also resulted in veryhigh dielectric constant values.Keywords: Glass-ceramic, K-mica, Cordierite