Şabazit ve klinoptilolitten köpük malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production of foam material from chabazite and clinoptilolite and its characterization
Yazar: HEDİYE ÖZÇELİK
Danışman: PROF. DR. ERTUĞRUL YÖRÜKOĞULLARI
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde, bir çeşit zeolit minerali olan doğal şabazit ve doğal klinoptilolit numuneleri ile çeşitli köpürtücü maddeler kullanılarak elde edilen köpük malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir.Deneysel çalışmalarda kullanılan doğal şabazit numunesi Ankara-Bala, doğal klinoptilolit numuneleri de Manisa-Gördes ve Balıkesir- Bigadiç bölgelerinden temin edilmiştir. Doğal klinoptilolit numuneleri 1M Ca-, Mg-, Na-, K-klorür çözeltileri ile modifiye edilmiştir. Doğal ve modifiye numunelerin öncelikle XRD, XRF yöntemleri kullanılarak minerolojik ve kimyasal içerikleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar SEM görüntüleri ile doğrulanmıştır.Doğal ve modifiye zeolit numunelerinin ısıl karakterizasyonları TG-DTA ve ısı mikroskobu teknikleri kullanılarak belirlenmiştir. Ayrıca TG-DTA analizleri ile bütün numunelere ait toplam su içerikleri ve ısı mikroskobu yardımı ile de doğal ve modifiye numunelere ait sinterlenme, yumuşama ve ergime sıcaklıkları tayin edilmiştir. Bu analizler sonucunda 1200-1300oC sıcaklıklarda doğal numunelerin hepsinin herhangi bir köpürtücü madde eklenmeksizin gözenekli bir yapı oluşturdukları belirlenmiştir. Doğal zeolitlerin bu özelliklerinden faydalanılarak yüksek sıcaklıklarda gaz çıkaran SiC kullanılması ile hafif, yüksek dayanıma ve düşük ısıl iletkenliğe sahip köpük malzemeler ve ayrıca doğal zeolit ve NaOH veya Na2CO3 köpürtücü maddeleri kullanılarak düşük sıcaklıklarda ( ? 800oC ) gözenekli, hafif malzemeler elde edilmiştir.Ayrıca bu tez çalışmasında elde edilen gözenekli malzemelerin ortalama gözenek çapları, yığın yoğunlukları, basma ve eğilme dayanımları, asit-baz dayanımları, su tutma yüzdeleri, ısıl iletkenlik katsayıları gibi özellikleri belirlenmiştir. Bu malzemelerin geleneksel olarak kullanılan diğer ısı yalıtım malzemelerine göre bazı üstün özelliklere sahip olduğu saptanmıştır

Abstract:
In this thesis, physical and mechanical properties of foam materials which are obtained by using natural chabazite, natural clinoptilolite samples and foaming materials are investigated.In the experimental studies, natural chabazite and klinoptilolite samples are obtained from Bala-Ankara and Manisa-Gördes, Balıkesir-Bigadiç, respectively. Natural klinoptilolite samples are modified by 1M Ca-, Mg-, Na-, K-chloride solutions. Firstly, mineralogical and chemical contents of natural and modified samples are determined by XRD, XRF. Obtained results are confirmed by SEM images.Thermal characterizations of natural and modified zeolite samples are determined by using TG-DTA and thermal microscope techniques. Moreover, water contents of all samples are determined by TG-DTA analysis while, sintering, softening and fusion temperature of natural and modified samples are determined by thermal microscope. Due to the results of these analysis, it is determined that all natural samples have porous structure at 1200-1300oC without any foaming material.Through these properties of natural zeolites, foaming materials which have high strength and low thermal conductivity are obtained by using SiC which releases gas at high temperatures. Moreover, by using natural zeolite and NaOH or Na2CO3, light materials are obtained at low temperatures.In this thesis, average pour sizes, bulk densities, compressive strengths, bending strengths, acid-base strengths, water absorpsion capacities, thermal conductivities of obtained porous materials are determined. It is stated that these materials have some superior properties comparing to other thermal insulation materials, it is proposed to use obtained porous materials.