Processing and characterization of nanocrystalline materials
Nanokristal malzemelerin işlem ve karakterizasyonu
- Tez No: 152050
- Danışmanlar: PROF.DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
oz Nano-kristal malzemeler, 100 nm'den küçük kristal boyutları sayesinde sergiledikleri üstün özellikler nedeniyle son yılların en popüler araştırma konularından biri olmuştur. Kristal boyutlarının küçülmesiyle seramik malzemelerin mekanik özelliklerindeki gelişmeler şaşırtıcı boyutlardadır. Bu sayede seramik malzemelerin tokluğunun yanısıra aşınma dayanımı da artmaktadır. Nano boyutta seramik malzemelerin yüksek sıcaklıklarda gösterdiği süperplastik deformasyon, yeniden şekillendirilebilir seramik parçaların üretimine imkan veren bir özelliktir. Bu da nanokristal seramik malzemeleri otomotiv ve havacılık sanayilerinde olduğu gibi uzay teknolojisi ve özel mühendislik uygulamaları gibi üstün mekanik özellikler gerektiren alanlarda umut vadeden malzemeler haline getirmiştir. Üstün mekanik özellikler sergileyen nano TİO2 ve ZrCVnm yanısıra son on yıldır AI2O3 da pek çok araştırmaya konu olmuştur. Yaygın olarak kullanılan aluminanın bilinen mekanik üstünlüklerinin yanısıra nispeten ekonomik bir malzeme olması nano-boyutlarda üretiminin gerçekleştirilmesi için teşvik edici olmuştur. Bu çalışmada yoğun ve homojen nano-kristal alumina üretimi için boehmite hammade olarak kullanılmıştır. İnce boehmite tozunun ultrason uygulamasıyla suda disperse edilmesiyle elde edilen 30%'luk dispersiyonlar püskürtme kurutucuyla kurutularak küçük partiküllü toz haline getirilmiştir. Hazır tozdan elde edilen pelletlerle karşılaştırılarak uygulamanın mikroyapı ve faz değişim sıcaklıkları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Aynı yöntemle hazırlanan toza en fazla 0.5 % oranında a-alumina eklenmesiyle a-fazına geçiş sıcaklığında 100QC düşüş gözlenmiştir. Çalışma sonucunda ultrason uygulamasının ve püskürtme kurutmanın sinterlenen seramik parçaların yoğunluğu artırdığı tespit edilmiştir. Ultrason uygulamasıyla 20 nm büyüklüğünde kristallerine ayrılan ve püskürtme kurutucuyla 5[i civarında küresel partiküller haline getirilen boehmite tozunun işlem görmemiş toza kıyasla olduğu gibi aşılanmış ve işlem görmüş toza nazaran daha homojen bir mikro yapı sağladığı, faz değişimi sıcaklıklarının farkedilir derecede düştüğü ve alfa fazına geçiş sırasında yoğunlaşma hızının arttığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Nanocrystalline materials with grain sizes under 100 nm have been counted as a very promising class of ceramic materials. The decrease in grain size imparts superior structural properties to the ceramic materials like increased fracture toughness, wear resistance and superplastic deformation at high temperatures. So, nanocrystalline ceramics can be used as structural materials in a wide range of uses covering advanced engineering applications such as aircraft and automotive technologies as well as electronics, computation and material sciences. Nanocrystalline alumina has been a popular research subject for the last decade because of the superior structural properties of alumina besides lower cost compared to other nanocrystalline materials like zirconia and titania. The raw materials are generally transitional aluminas or aluminum hydroxides such as boehmite and gibbsite all of which are widely used in industry. The main problem in nanocrystalline alumina production is to cope with agglomeration of fine powders or nano-particles in solutions due to interaction forces. Agglomeration cause nonhomogeneous microstructure with respectively larger pores which are very hard to eliminate during sintering. In this study a nanocrystalline commercial boehmite powder is used as the starting material and a homogeneous microstructure with respectively high density is aimed. Ultrasonic treatment is applied in order to reduce particle size and the stable dispersions of boehmite powder with a solid content of 30wt% was dried by spray drying. The effect of ultrasonic treatment, spray drying and compaction conditions were investigated and compared with bodies compacted from untreated powders. To see the effect of seeding on phase transformation behavior of boehmite, alpha alumina particles produced by combustion synthesis and broken into crystallites by ultrasonic treatment were used with a seed content less than 0.5%. Even that low amount of a-alumina reduced the transformation temperature by 100eC but did not improve densification of alumina compacts. The homogeneity of microstructure obtained by ultrasonic treatment and granulation by spray drying yielded the highest relative densities of 65.5 % of the theoretical density. The treatment has also led more uniform microstructures compared to untreated and seeded samples during the a-phase transition which is the most important stage for densification.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of high entropy metal carbide and boride ceramics
Yüksek entropi metal karbür ve borür seramiklerinin üretimi ve karakterizasyonu
SİNA KAVAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI
- Mekanik alaşımlama yöntemi ile refrakter yüksek entropi HfMoNbVW-(Cr, Ni) alaşımlarının sentezlenmesi, ark ergitme ve basınçsız sinterlerme yöntemleriyle yoğunlaştırılması ve ilişkin karakterizasyon çalışmaları
Synthesis of refractory high entropy HfMoNbVW-(Cr, Ni) alloys by mechanical alloying method, densification by arc melting and pressureless sintering methods and related characterization studies
ZEYNEP BEYZA DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Mekanik alaşımlanmış intermetalik toz ve sinter Ti-47-5Al-3Cr alaşımının analitik elektron mikroskop ve x-ışınları teknikleri ile karakterizasyonu
Analytical election microscope and x-ray diffraction characterization of mechanically alloyd intermetallic Ti-47-5Al-3Cr powder and sinter
ARDA GENÇ
- FeNiCoCu yüksek entropili alaşımlarının ultrasonik sprey piroliz tekniği ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of FeNiCoCu high entropy alloys via ultrasonic spray pyrolysis method
BURAK KÜÇÜKELYAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Mekanik alaşımlama ile CoCrFeMnNi ve AgCoCrFeNi esaslı yüksek entropi alaşım tozlarının sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesization of CoCrFeMnNi and AgCoCrFeNi high entropy alloy powders via mechanical alloying and their characterization
EBRU SARIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL