Characterization studies on zirconia partially stabilized with Y2O3 developed via high energy milling
Yüksek enerjili öğütme sistemleri ile üretilen Y2O3 ile kısmen stabilize zirkonyanın karakterizasyonu
- Tez No: 251607
- Danışmanlar: PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Zirkonya esaslı seramik malzemeler kendine özgü mikroyapısal ve mekanik özellikler sergileyerek biyouyumlu, estetik ve işlevsel bir malzeme olarak termal bariyer kaplama, yakıt pili ve biyomalzemeler gibi bir çok uygulama alanında kullanılmaktadır. Bununla birlikte, son yıllarda zirkonya esaslı seramiklerin dönüşüm toklaşma mekanizması gibi özelliklerinin geliştirilmesi ile bu seramiklerin onarıcı diş implant malzemesi olarak kullanılması, diş hekimliğinin ilgisini çekmeye başlamıştır. Özellikle, yitriya ile kısmen stabilize zirkonyanın üstün mekanik özellikleri, bu malzemenin diş implant malzemesi olarak kullanılmasını sağlamaktadır. Çünkü Y2O3 ile kısmen stabilize zirkonya, yüksek kırılma mukavemeti ve tokluk gerektiren diş ile ilgili uygulama alanlarında tercih edilen bir malzemedir.Zirkonya farklı sıcaklıklar aralıklarında üç farklı kristal yapıya sahiptir. Bunlar, monoklinik (m), tetragonal (t) ve kübik (k) yapılardır. Fakat tetragonal yapıdan monoklinik yapıya dönüşümün meydana getirdiği hacimdeki artış sonucu bozulma ve hasar meydana gelir. Bu durum, zirkonyanın parça üretimini imkansız hale getirir. Bundan dolayı CaO, MgO, CeO2, and Y2O3 gibi stabilizatörler ilave edilerek birden fazla faz içeren Kısmen Stabilize Zirkonya (KSZ) üretilir. Bununla birlikte, polikristalin zirkonyayı metastabilize veya stabilize etmek için Y2O3 kullanılırsa, oda sıcaklığında her iki kübik ve tetragonal fazı da içeren yitriya ile kısmen stabilize zirkonya elde edilir.Bu çalışmada, yüksek enerjili öğütme ve yüksek sıcaklık sinterlemesi ile yitriya ile kısmen stabilize zirkonya üretilmiştir. 3 mol%, 4 mol% and 5 mol yitriya (Y2O3) ile hazırlanan zirkonya (ZrO2) toz karışımları 1 saat ve 2 saat boyunca mekanik öğütülmüş ve preslendikten sonra 1530 °C, 1550 °C ve 1570 °C'de sinterlendi. Böylece yitriya miktarının, mekanik öğütme süresinin ve sinterleme sıcaklığının mikroyapısal ve mekanik özelliklerine etkisi incelendi. Mekanik alaşımlandrılmış tozların ve sinterlenmiş numelerin mikroyapı ve faz karakterizasyonu, diferansiyel taramalı kalorimetre/ termal gravimetrik analiz (DSC/TGA), optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları difraksiyonu (XRD) analizleri ile gerçekleştirildi. Ayrıca, preslenmiş ve sinterlenmiş numunelerin yoğunluk ve sertlik değerleri belirlendi.
Özet (Çeviri)
Zirconia based ceramic materials exhibit unique microstructural and mechanical properties amongst other materials , so zirconia is used as a biocompatible, esthetic, and functional ceramic material in various applications such as thermal barrier coatings, fuel cells, biomaterials. Moreover, the recent developments such as transformation toughening mechanism of zirconia-based ceramics as restorative dental materials has generated considerable interest in the dental community. In particular, high mechanical properties of yttria stabilized zirconia give an opportunity to be used in core of a dental implant. Since Y2O3 partially stabilized tetragonal zirconia is a desirable bioceramic with high flexural strength and toughness for dental applications.Zirconia has three polymorphics forms at different temperatures: monoclinic (m), tetragonal (t) and cubic (c). However, transformation of tetragonal to monoclinic form causes a degradation or damage by increasing in a volume that renders a production of zirconia is impossible. Therefore, stabilizers such as CaO, MgO, CeO2, and Y2O3 are added to produce multiphase materials known as Partially Stabilized Zirconia (PSZ). In addition, if Y2O3 are used to stabilize or to meta-stabilize polycrystalline zirconia in both its high temperature cubic or tetragonal phase when cooled to room temperature, it is called yttria partially stabilized zirconia.In this study, yttria partially stabilized zirconia was developed via high energy milling and high temperature sintering. Powder mixtures of zirconia (ZrO2) with 3 mol%, 4 mol% and 5 mol yttria (Y2O3) were mechanically milled for 1h and 2h, consolidated and sintered at 1530 °C, 1550 °C and 1570 °C. Thus, The effects of the yttria amount, the mechanical milling duration and sintering temperature on the microstructural and mechanical properties were investigated. Microstructure and phase characterizations of mechanical alloyed powders and sintered samples were carried out via differential scanning calorimetry / thermal gravimetric analysis (DSC/TGA), optical microscope (OM), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analyses. Furthermore, density and hardness of as-consolidated and sintered samples were examined.
Benzer Tezler
- Geçiş metali katkılı atık zirkonya esaslı toz karışımlarından sinter seramik malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of sintered ceramic materials from waste zirconia based powder mixtures with transition metal additives
HATİCE TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Isıl püskürtme yöntemi ile kısmi stabilize edilmiş zirkonya kaplanmış hafif metal alaşımlarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investıgatıon of mechanical propertıes of thermally sprayed partıally-stabılızed zırconıa coated lıght metal alloys
ERAY ERZİ
Doktora
Türkçe
2011
Bilim ve Teknolojiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT YILMAZ
- Mullit katkılı farklı oksitlerle stabilize edilmiş zirkonya seramiklerinin üretimi, karakterizasyonu ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Production, characterization and investigation of wear properties of zirconia ceramics with mullite additives and stabilized with different oxides
MEHMET AKİF HAFIZOĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET AKKUŞ
- Farklı yöntemlerle şekillendirilmiş CaO/MgO katkılı stabilize edilmiş ZrO2 esaslı seramiklerin fiziksel ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
An investigation on physical and electrical properties of CaO/MgO-stabilized zirconia ceramics formed with different methods
TAHSİN BOYRAZ
Doktora
Türkçe
2008
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. OKAN ADDEMİR
- Zr02-Ca0-Mg0 esaslı oksijen sensörlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Processing oxygen sensors with Zr02-Ca0-Mg0 and characterization
ERDEM KAZCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN ADDEMİR