Karbotermal sentezleme metodu ile elde edilen silisyum oksi nitrür tozundan 0'-sialon üretimi
O'-sialon production from silicon oxynitride powder obtained by carbothermal synthesis method
Yazar: BERNA AVDAN
Danışman: PROF. SEMRA KURAMA
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Si2N2O; düşük ısı iletkenliği, hava mükemmel oksidasyon direnci, yüksek eğilme mukavemeti ve düşük dielektrik sabiti ve kaybını koruyabilen gelişmiş bir mühendislik malzemesi olarak silikon-oksijen-azot sisteminde önemli bir bileşiktir. Bu mükemmel özelliklere sahip olan Si2N2O, çeşitli uygulamalarda umut verici bir adaydır. Örneğin, çubuk benzeri morfoloji veya fiber içeren tozlar, mühendislik materyal matrisinde kırılma tokluğunun takviyesinde fayda sağlayacaktır. Aksine, düşük en-boy oranı olan tozlara göre düşük dielektrik sabiti ve kaybı gerektiren alanlarda kullanım için daha uygun olacaktır. Burada, morfoloji kontrollü Si2N2O tozlarının sentezinin, daha da geliştirilmesi ileri teknoloji alanında genişletilmiş uygulamalarını önemli derecede etkilemektedir. Son zamanlarda karbon nano katmanlarla yüzey kaplı inorganik parçacıklardan oluşan çekirdek-kabuk yapılandırılmış tozlar konusunda çalışmalar görülmektedir. Bu tozlar inorganik parçacık yüzeyleri üzerindeki organik polimerlerin yerinde polimerleştirilmesi, ardından düşük sıcaklıkta piroliz yoluyla sentezlenmesi şeklinde yapılmaktadır. Önerilen bu projede, karbotermal sentez yöntemi kullanılarak silikon oksinitrit tozu üretimi sağlanmıştır. Böylece, yüksek sıcaklık uygulamaları için O'SiAlON seramiklerin üretiminde ince ve saf toz kullanılmıştır. Bu yöntem O'-SiAlON için kullanılacak başlangıç tozlarının ekonomik ve kolay bir şekilde üretilmesinde yararlı olacaktır.
Anahtar Sözcükler: Si2N2O, karbotermal sentez, O'SiAlON, mekanik özellikler

Abstract:
Si2N2O is a significant compound in silicon–oxygen–nitrogen system, as an advanced engineering material which can keep low thermal conductivity, excellent oxidation resistance in air, high flexural strength, and low dielectric constant and loss. Having these excellent properties, Si2N2O has been a promising candidate in varied applications. For example, the powders with rod-like morphology or fiber will benefit the reinforcement of fracture toughness in engineering material matrix. On the contrary, the powders with low aspect ratio will be more suitable to use in areas requiring relative low dielectric constant and loss. Herein, synthesizing morphology-controllable Si2N2O powders crucially affects their further development and extended applications. Recently, core-shell structured powders composed of inorganic particles that were surface coated with carbon nano layers were reported. These powders were synthesized through in situ polymerization of organic polymers on inorganic particle surfaces followed by low temperature pyrolysis. By using carbothermal  method production of silicon oxynitride powder had been achieved. Therefore, fine and pure powder had been used for production O'SiAlON ceramics for high temperature application. This method will be useful for production of procure powders for O'-SiAlON as economically and easy.

Keywords: Si2N2O, carbothermal synthesis, O'SiAlON, mechanical properties