Microwave sintering and characterization of alumina and alumina matrix ceramic nanocomposites
Alumina ve alumina matrisli seramik nanokompozit malzemelerin mikrodalga ile sinterlenmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 268447
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Mikrodalga ısıtmanın seramik malzemelerin sinterlenmesi üzerindeki etkinliği konvansiyonel yöntemle mukayese edilerek incelenmiştir. MgO, CaO ve Y2O3 gibi sinterlemeye yardımcı katkı maddeleri içeren veya içermeyen monolitik alumina (Al2O3) 1000?C ila 1600?C sıcaklık aralığında 1 saatlik sabit bekleme süresi ile hem konvansiyonel hem de mikrodalga sinterleme yöntemleri ile üretilmiştir. Monolitik aluminanın yüzde yoğunlaşım sonuçlarına dayanarak, nanometre boyutundaki SiC veya kararlılaştırılmış ZrO2 parçacıkları dağıtılmış alumina matrisli seramik nanokompozitler her iki metodla 1300 ve 1500 ? C'de 1 saat süre ile sinterlenmiştir. Sinterlenmiş seramik malzemeler yüzde yoğunlaşım değerleri, mikroyapısal değişimleri, kimyasal bileşimleri ve sertlik ve girinti kırılma tokluğu gibi mekanik özellikleri bakımından incelenmiştir.Mikrodalga sinterlemenin konvansiyonel sinterlemeye kıyasla nispeten düşük sıcaklıklarda (?1400?C) gelişmiş mikroyapılı, ~%97'ye varan yüksek yoğunlaşım oranlarına ve daha iyi mekanik özelliklere sahip Al2O3 seramiklerinin üretiminde daha etkili bir yöntem olduğu belirlenmiştir. 1400?C'den daha yüksek sıcaklıklarda sinterlemeye yardımcı katkı maddelerinin kullanımının her iki yöntemle de aluminanın yoğunlaştırılmasında etkin olduğu belirlenmiştir.İkincil faz parçacıklarının ilavesi ile düşük yoğunluğa ve bu sebeple düşük sertlik değerlerine sahip seramik nanokompozitler elde edilmiştir, ancak SiC parçacıkları dağıtılmış nanokompozitlerin kırılma tokluğu parçacık ve tane sınırlarında görülen kırık sapması davranışı ile ~4 MPa?m1/2 seviyelerine yükselmiştir. Konvasiyonel sinterlemeye kıyasla, mikrodalga sinterleme daha düşük sinterleme sıcaklık ve sürelerinde sağladığı daha yüksek yoğunlaşım oranları ve gelişmiş mikroyapısal ve mekanik özellikler ile alumina matrisli nanokompozitlerin üretiminde çok daha etkin bir yöntem olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Efficiency of microwave heating on the sintering of ceramic materials has been investigated in comparison to conventional processing. Monolithic alumina with or without sintering additives such as MgO, CaO, Y2O3 were fabricated by both conventional and microwave sintering at temperatures ranging from 1000?C to 1600?C with a constant soaking time of 1 hour. Based on the densification results on monolithic alumina, nanometer-sized SiC or stabilized ZrO2 particle-dispersed alumina matrix ceramic nanocomposites were sintered by both methods at 1300?C and 1500?C for 1 hour. Sintered ceramic materials were characterized in terms of densification, microstructural evolution, chemical composition and mechanical properties such as hardness and indentation fracture toughness.Microwave sintering was determined to be a remarkably effective method in the production of Al2O3 ceramics at considerably low temperatures (?1400?C) compared to conventional sintering in achieving enhanced relative densities reaching to ~97% with improved microstructural characteristics and mechanical properties. Usage of sintering additives at temperatures higher than 1400?C was determined to be effective in densifiying Al2O3 by both methods.Second phase particle incorporation yielded poor densification resulting in a decrease of hardness of the fabricated ceramic nanocomposites; however, their fracture toughness improved considerably caused by the crack deflection at the dispersed particles and grain boundaries reaching to ~4 MPa?m1/2 in the case of SiC particle-dispersed nanocomposites. Compared to conventional sintering, microwave sintering is more effective in the processing of alumina and alumina matrix nanocomposites leading to similar densification values along with improved microstructural and mechanical characteristics at lower temperatures in shorter soaking periods.
Benzer Tezler
- Enhancement of dispenser cathode fabrication with pre – design activation simulations and polymer doping
Polimer katkılandırma ve ön aktivasyon tasarımı benzetim çalışmaları ile dispenser katotların üretim süreçlerinin geliştirilmesi
NERGİS YILDIZ ANGIN ATMACA
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Alümina ve karbon nanotüp takviyeli Al-4Cu esaslı nanokompozitlerin toz metalürjisi yöntemi ile üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Mechanical characterization of alumina and carbon nanotube reinforced Al-4Cu nanocomposites produced by powder metallurgy
EMRE ÖZER
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜBEYLİ
- Baryum magnezyum tantalat seramiklerinin dielektrik özelliklerine nadir toprak elementlerinin etkileri
The effects of rare earth elements on dielectric properties of barium magnesium tantalate ceramics
BERHAN ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Microwave sintering and characterization of soft magnetic powder metallurgical Ni-Fe alloys
Yumuşak manyetik Ni-Fe toz metalurjik alaşımların mikrodalga ile sinterlenmesi ve karakterizasyonu
DERYA ERDEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Mekanik alaşımlama ve mikrodalga sinterleme yöntemleri ile B4C takviyeli Al-Fe esaslı kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of B4C reinforced Al-Fe based composites by mechanical alloying and mikrowave sintering methods
KAHRAMAN BEKİR İNDİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM OVALI DÖNDAŞ