Kordiyerit ve anortit esaslı seramiklerin düşük sıcaklıklarda üretilmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterize of cordierite and anorthite based ceramics at low temperatures
Yazar: TİJEN ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ÇAPOĞLU
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Anortit = Anorthite ; Kordierit = Cordierite ; Sentezleme = Synthesizing

Özet:
Bu çalışmanın temel amacı, doğal hammaddeler kullanılarak kordiyerit ve anortit fazları içeren seramiklerin düşük sıcaklıkta sentezlenmesidir. Bu amaçla, hazırlanan bünyeler granül haline getirilmiş ve daha sonra granüllerin kuru presleme yöntemi kullanılarak 30 MPa basınç altında dikdörtgen prizma ve pelet numuneler elde edilmiştir. Sinterlenme davranışının ve fiziksel özelliklerin detaylı incelenebilmesi için numuneler 1100?1190°C sıcaklıklar arasında, sinterlenme sıcaklığı 10°C arttırılarak sinterlenmiştir. Bünyelerin yoğunluk, pişme çekmesi, su emme, elastik modül, eğme mukavemeti ve ısıl genleşme ölçümleri yapılmıştır. Mikro yapılar X ışını kırınımı analizi ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak detaylı olarak incelenmiş ve mevcut fazlar belirlenmiştir.Analiz sonuçları sinterlenme işlemi ile %90'ın üzerinde yoğunluğa ulaşıldığını göstermiştir. XRD ve EDS analizleri, kordiyerit ve anortitin 1130°C civarında gelişmeye başladığını ve bu sıcaklığın üzerinde baskın kristalin fazlar olduklarını doğrulamıştır. Isıl genleşme katsayısı değerlerinin artan sinterlenme sıcaklığı ile kordiyerit fazının miktarının artması nedeniyle 3x10-6/°C değerine kadar düştüğü görülmüştür. Bünyelerin yoğunluk kazanımı ile beraber elastik modül değerlerinin de artış gösterdiği belirlenmiş ve en yüksek sıcaklıkta 100 GPa değeri ölçülmüştür. Mukavemet değerlerinin ise kordiyerit kristallerinin gelişmesi sırasında numunelerde kordiyerit konsantrasyonu farkı oluşması nedeniyle 1140°C ve 1150°C'de aniden düştüğü ancak bu sıcaklıklardan itibaren artarak 80 MPa'a ulaştığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
The main purpose of the present study is to synthesize ceramics containing cordierite and anorthite phases at low temperatures by using raw materials. For this purpose, prepared bodies were granulate and then rectangular bars and pellet samples were obtained by using dry pressing method at 30 MPa. For detailed examination of sintering behaviour and physical properties, samples were sintered between 1100?1190°C, by increasing 10°C of the sintering temperature. It was measured density, shrinkage, elastic modulus, bending strength and thermal expansion. Microstructures were studied in detail by X?ray diffraction analysis and scanning electron microscope and determined available phases.The results of analysis showed that it was obtained more than 90% of density by sintering process. XRD and EDS analysis confirmed that cordierite and anorthite started to develop around 1130°C and were dominant crystalline phases over this temperature. It was seen that thermal expansion coefficient values decreased to 3x10-6/°C because the amount of cordierite phase increased depending on sintering temperature. It was found elastic modulus values showed an increase with increasing sintering temperature and measured the value as 100 GPa at maximum temperature. During development of cordierite crystals, it was observed that strenght values decreased suddenly at 1140°C and 1150°C temperatures but over this temperatures reached 80 MPa because cordierite consentration difference occured into the samples.