Geri Dön

Sepiyolitten silisyum nitrür (Si3N4) tipi teknolojik seramik malzeme üretimi ve karakterizasyonu

Production of silicon nitride (Si3N4) type technological ceramic material from sepiolite and its characterization

PDF İndir

  1. Tez No: 201062
  2. Yazar: CENGİZ BAĞCI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL ARIK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Seramik Mühendisliği, Teknik Eğitim, Metallurgical Engineering, Ceramic Engineering, Technical Education
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Karbo-termal indirgeme ve nitrürleme (KTİN) yoluyla silika (SiO2) içeren ham maddelerden Si3N4 seramik toz malzeme üretimi son yıllarda sıkça kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada, Ankara-Polatlı güneyindeki Türktaciri bölgesinden alınan kahverengi sepiyolitten KTİN yoluyla Si3N4 seramik toz üretimi gerçekleştirilmiş ve üretilen toz malzemeden basınçsız sinterleme ile blok parça elde edilerek mikro yapı ve mekanik özellikler araştırılmıştır. KTİN işlemlerinde, karbon kaynağı olarak karbon karası kullanılmış olup, sepiyolitkarbon karası karışımı C/SiO2 molar oranı 4 olacak şekilde hazırlanmıştır. Deney numunelerinin hazırlanmasında orijinal ve zenginleştirilmiş olmak üzere iki farklı sepiyolit kullanılmıştır. KTİN işlemleri atmosfer kontrollü tüp fırında, 1420 oC `de 10 saat süreyle, 0,2 cm/dak azot gazı akışı altında gerçekleştirilmiştir. KTİN sonrası dönüşüm numunelerin XRD analizleri yapılarak Si3N4 dönüşümü ve yaklaşık ?, ß oranları tespit edilmiştir. Yapılan SEM-EDX analizleri ile de dönüşüm numunenin morfolojisi ve Si3N4 harici kimyasal bileşim belirlenmiştir. Ayrıca blok parça üretiminden önce numunelerin toz tane boyutu ölçümü yapılmıştır. Bu karakterizasyon işlemlerinde, zenginleştirilmiş ve orijinal sepiyolit karışımlarından sentezlenen numunelerin, ?, ß oranlarının, morfolojilerinin, kimyasal kompozisyonlarının ve tane boyutlarının yaklaşık aynı olduğu tespit edilmiştir. İki farklı sepiyolit v karışımından üretilen toz malzeme bu şekilde karakterize edildikten sonra, bu tozlardan 2 g numune alınarak 25 MPa' da tek yönlü ve 300 MPa' da izostatik olarak preslenerek peletler halinde numuneler elde edilmiştir. Elde edilen pelet numuneler (1650, 1725, 1775, 1800) oC sıcaklıklarda 1 bar azot atmosferinde, 1 saat süreyle basınçsız sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme sonrası numunelerin öncelikle yoğunlukları ölçülerek sinterleşme durumu belirlenmiştir. XRD ve SEM-EDX analizleri ile de sinterlemeye bağlı olarak oluşan fazlar ve mikroyapı tespit edilmiştir. Mekanik testler olarak, sertlik ve kırılma tokluğu parlatılmış yüzeye 0,3 kg yük uygulanarak Vickers yöntemi ile ölçülmüştür. Sonuç olarak KTİN sonrası her iki karışımdan yaklaşık aynı özelliklede Si3N4 toz üretilmiştir. 1800 oC' de sinterlenen blok parçalarda, ortalama Vickers sertliği 14 GPa olarak ölçülmüş ve kırılma tokluğu ise 5 MPa m1/2 olarak belirlenmiştir. Bilim Kodu : 710.3.022 Anahtar Kelimeler : KTİN, Sepiyolit, Si3N4 Sayfa Adedi : 129 Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Halil ARIK

Özet (Çeviri)

Production of silicon nitride (Si3N4) ceramic powder from raw materials containing silica (SiO2) via carbotermal reduction and nitridation (CTRN) is one of the methods which has been used frequently in recent years. In this study, production of Si3N4 ceramic powder from brown sepiolite obtained from Türktaciri area located in south of Ankara-Polatlı was carried out by means of CTRN and then by getting block piece from produced powder, microstructure and mechanical properties were investigated. Carbon black was employed as the source of carbon and mixtures of sepiolite-carbon black with a C/SiO2 molar ratio of 4 were prepared. Two different sepiolites, as original and enriched, were used for preparing the specimens. The CTRN processes were conducted in atmosphere-controlled tube furnace under flowing nitrogen (0,2 cm/min) at 1420 oC for 10 h. Si3N4 transformation and approximately ?, ß ratios were determined by performing XRD analysis of transformed specimens after CTRN. Morphology and chemical composition except for Si3N4 of products were determined by performing SEM-EDX. Furtermore, particle size measuring was performed before producing blocks. In these characterization procedures, it was determined that ?, ß ratios, morphology, chemical composition and particle size of samples synthesised from original and enriched mixtures were approximately same. Having been characterized the powders vii produced from two different spiolite mixtures, by taking 2 g samples from these powders were compacted into pellets by uniaxial at 25 MPa and then isostatic pressing at 300 MPa. Pellets were pressureless sintered under 1 bar nitrogen atmosphere at (1650, 1725, 1775, 1800) oC for 1 hour. After sintering, firstly by measuring the density of the samples, sinterability was determineted. Phases formed depending on sintering process and microstructure were determined by XRD, SEM-EDX analysis too. For mechanical test analyses, hardness and fracture toughness were measured using a Vickers diamond indenter on the polished surface with a 0,3 kg load. Consequently, it was found that powders produced from both mixtures after CTRN had approximately same properties. Mean Vickers value of Pellets sintered at 1800 oC was measured as 14 GPa and fracture toughness was determineted as 5 MPa m1/2. Science Code : 710.3.022 Key Words : CTRN, Sepiolite, Si3N4 Page Number : 129 Adviser : Assoc. Prof. Dr. Halil ARIK

Benzer Tezler

  1. Tez No

    55167

    Sepiyolitten karbo-termal indirgeme ve nitrürleme yoluyla silisyum nitrür (Si3N4) seramik tozu üretimi parametrelerinin araştırılması

    Investigation of parameters relating to silicon nitride (Si3N4) powder production from sepiolite by carbo-thermal reduction and nitridation

    HALİL ARIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Eğitim ve ÖğretimGazi Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. SÜLEYMAN SARITAŞ

  2. Tez No

    562852

    Sepiyolitin Adana Organize Sanayi Bölgesi (AOSB) atıksuyundaki organik ve inorganik parametrelerin fiziko-kimyasal yöntemlerle (pıhtılaştırma-yumaklaştırma ve/veya adsorpsiyon) gideriminde kullanımının araştırılması

    Investigation of using sepiolites as a coagulant in Adana Organized Industrial Zone Wastewater

    AHMET CEM SUNA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Çevre MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BELGİN BAYAT

  3. Tez No

    522403

    Sepiyolit temelli iskelet yapısına sahip yüksek verimli yeni nesil perovskit güneş hücrelerinin üretimi

    Fabrication of sepiolite based scaffold structures on high efficiency new generation perovskite solar cells

    ESMA YENEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiSelçuk Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT KUŞ

    PROF. DR. ZİYA ERDEM KOÇ

  4. Tez No

    237932

    Sepiyolitten nem alıcı (desikant) kil üretimi

    The desicant production from sepiolite

    GAFURE ERSEVER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Maden Mühendisliği ve MadencilikDumlupınar Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÇINAR

  5. Tez No

    676287

    Atık saklama alanlarında sezyumun geçirgen reaktif bariyer (GRB) sistemi ile arıtımının incelenmesi

    Investigation of the treatment of cesium in waste storage areas with the permeable reactive barrier (PRB) system

    ZEYNEB CAMTAKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    KimyaEge Üniversitesi

    Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞULE AYTAŞ

    PROF. DR. SEVİLAY HACIYAKUPOĞLU

Geri Dön