Doğal kaynaklardan ve atık malzemelerden stronsiyum ferrit mıknatıs üretimi
The production of strontium ferrite magnets from natural raw materials and waste materials
Yazar: MAHMUT SAMİ ÜNAL
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KELAMİ ŞEŞEN ; YRD. DOÇ. DR. CEVAT FAHİR ARISOY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yüksek manyetik özellik gösteren sert mıknatıslar, motorlar, jeneratörler, manyetik ayırıcılar, tutacaklar, elektron tüpleri, manyetik rezonans görüntüleme sistemleri gibi sağlıktan elektroniğe, otomotivden madenciliğe kadar pek çok alanda kullanılmaktadırlar. Kalıcı mıknatısların içinde kolay ve ucuz üretilebilmelerinden dolayı en yaygın kullanılanı ferrit mıknatıslardır. Dünyada kalıcı mıknatıs üretiminin yarısından fazlasını ferrit mıknatıslar oluşturmaktadır.Ticari olarak ferrit mıknatıslar (seramik mıknatıslar), genellikle demir oksit ve stronsiyum veya baryum karbonatın belirli oranlarda karıştırılıp yüksek sıcaklıkta kalsinasyonu sonucu oluşan ferrit tozlarının şekillendirilmesiyle üretilmektedirler.Bu çalışmada stronsiyum hekzaferrit mıknatısların üretimi, doğal kaynaklar ve atık malzemeler kullanılarak geleneksel seramik üretim yöntemiyle yapılmıştır. Stronsiyum hekzaferrit mıknatıs üretimi için gerekli olan stronsiyum karbonat, stronsiyumun doğada bulunan sülfatlı cevheri sölestinden atmosferik koşullar altında soda yöntemiyle üretilmiştir. Demir oksit kaynağı olarak da çelik fabrikalarında üretim esnasında oluşan ve atık malzeme sınıfında olan tufal kullanılmıştır.Deney şartlarının belirlenmesine yönelik çalışmalarda, hammaddelerin karışım oranı ve reaksiyon süreleri parametre olarak belirlenmiştir. Çeşitli oranlarda hazırlanan karışımlar, farklı süreler için denenen kalsinasyon ve ferritleştirme işleminin ardından şekillendirilerek sinterlenmiş ve manyetize edilmişlerdir. Ayrıca satın alınan kimyasal saflıktaki stronsiyum karbonat ve hematit ile de deneyler yapılmış üretilen mıknatısların özellikleri karşılaştırılmıştır.Malzemelerin kimyasal bileşimleri Atomik Absorbsiyum Spektrometresi ile, fazların yarı kantitatif analizi X-ışınları difraksiyonu (XRD) ile yoğunlukların tespiti piknometre ve manyetik özelliklerin ölçümü ise permeagraf cihazı ile yapılmıştır.Bu çalışmayla stronsiyum hekzaferrit mıknatısların üretimi doğal ve atık malzemeler kullanılarak yapılmış, atık malzemelerin değerlendirilmisi ve üretimin daha ekonomik hale getirilmesi hedeflenmiştir.

Abstract:
Permanent magnets show high magnetic properties which have wide application area such as motors, generators, electron tubes, magnetic resonance imaging systems so from health to electronics besides from automotive to mining industry. Because of easy production and cost, ferrites are the widest employed one among permanent magnets. More than half of the production of the world permanent magnets are occupied by ferrite magnets.The permanent magnet ferrites (also called ceramics) are commercialy produced by shaping the ferrite powders which mixed of iron oxide with either barium or strontium carbonate and then calcination at higher temperatures.In this thesis, the strontium hexaferrit magnets produced from natural raw materials and waste materials by conventional ceramic production route. The strontium carbonate which is used in strontium hexaferrit magnet production derived from the conversion fo natural mineral of strontium, celestite, by soda technique under atmospheric conditions. Moreover, as iron ore source, iron scale were used which defined as waste materials where arising from steel production in iron and steel plants.Mixing ratio of compositions and reaction times determined as parameters in experiment conditons.The composition of materials measured by Atomic Absorbtion Spectrometry, phases? semi-quantitavie analysis characterized by XRD and densities measured by picnometer. Magnetic properties determination evaluated by permeagraph device.In this thesis, the production of strontium ferrite magnets were tried with natural raw materials and waste materials. The aim is turn to account waste materials and make the process more cost efficient.