Karbon içeren kordiyerit / müllit kompozitlerin karakterizasyonu
Characterization of carbon containing cordierite / mullite composites
- Tez No: 313037
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ÇAPOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu çalışmanın amacı; daha önceki çalışmamızda geliştirilen kordiyerit / müllit esaslı seramiğe grafit formunda karbon ilavesi yaparak müllit-karbon kompozit seramiğinin oluşturulmasını sağlamak ve karakterize etmektir. Bununla birlikte grafit-C içeren oksit refrakterlerinde değişik amaçlar için kompozisyonlara ilave edilen metalik Si ve Al'un bu çalışmada geliştirilecek kompozisyona ilave edilmiştir ve bu ilavelerin malzemelerin sinterlenme ve mekanik özellikler üzerine etkileri de araştırılmıştır.Sonuçta elde edilen dokuz farklı kompozisyon redükleyici atmosfer sağlamak amacı ile karbon yatağında vakumlu fırında 1400°C ile 1650°C arasında 50°C aralıklarla 1 er saat sinterlenmiştir. Elde edilen numuneler hacimsel yoğunluk, termal genleşme katsayısı gibi teknolojik özellikleri ölçülerek karakterize edilmiştir. X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışınları analizi (EDX) mikroyapı oluşumlarını analiz etmek için çalışılmıştır. Farklı kompozisyonlardan elde edilen numunelerin mekanik özellikleri elastik modülüsü, üç nokta eğme mukavemetini ölçerek hesaplanmıştır.Yapılan bu analizler sonucunda; grafit-C oranı arttıkça yoğunlaşmanın azaldığı ve %5 grafit-C içeren kompozitinin maksimum yoğunluğu 2.63 g/cm3 iken %15 grafit-C kompozitinin maksimum yoğunluğunun 2.19 g/cm3 olduğu bulunmuştur. Ayrıca, hesaplamalar Al katkısının yoğunluğu olumlu yönde ve Si katkısının yoğunluğu olumsuz yönde etkilediğini göstermiştir. %10 C içeren kompozitin 1600°C'deki yoğunluğu 2.28 g/cm3 iken %10 C, % 5 Al içeren ve % 10 C, % 5 Si içeren kompozitinin yoğunlukları sırasıyla 2.44 ve 1.87 g/cm3 olarak bulunmuştur. Benzer şekilde; sadece % 5 C ve % 5 Al içeren ve % 5 C, % 2.5 Si + % 2.5 Al içeren kompozitler için ise yoğunluk değerleri sırasıyla 2.27 ve 2.33 g/cm3 olarak belirlenmiştir. % 5 C, % 5 Si içeren kompozitinde ise Si ilavesinin yoğunluğu olumlu yönde etkilemiştir. Bu malzemenin 1600°C'deki yoğunluğu ise 2.44 g/cm3'tür. Yapılan XRD analizleri sonucunda yüksek sıcaklıklarda müllit ana kristalinin yanı sıra SiC kristalleri saptanmıştır. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda grafit-C müllitin yapısını bozarak korundum, kuvars, spinel fazlarının oluşmasını sağlar. XRD sonuçlarına göre yapıda kalıntı karbon olmaması nedeniyle % 5 C, % 5 Si içeren kompozitinde sadece müllit ve SiC kristalleri meydana gelir. Bu da bu kompozitin yoğunluğunun iyileştirilmesini sağlar. Ayrıca, yapılan EDX analizleri ile XRD sonuçlarını destekleyen mikroyapı oluşumları tespit edilmiştir. Öte yandan EDX analizin de XRD analizinde tespit edilemeyen Al4C3 oluşumuna rastlanmıştır. Mekanik özellikleri belirlemek amacı ile yapılan elastik modülüs testleri yoğunluk ile orantılı değerler elde edilmiştir. Mukavemet değerlerinde ise üretim şartlarından dolayı beklenenin altında sonuçlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The purpose of this study is to develop and characterize the mullite-carbon composite ceramics by adding carbon in the form of graphite into the cordierite-mullite based cermic body which was developed in our previous study. In addition, metallic Si and Al are also added to the prepared compositions as they were added in the production of oxide-graphite composite refractories for different purposes and the effect of metallic Si and Al addition on sintering and mechanical behaviours were also investigated;The resulting nine different compositions were sintered for 1 hour from 1400°C to 1650°C with 50°C intervals in a carbon bed to provide reduction atmosphere at vacuum furnace. Obtained specimens were characterized by measuring technological properties such as bulk density and thermal expansion coefficient. To analyse microstructure development X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray analyses (EDX) were carried out. Mechanical properties of test specimens that obtained from different compositions were determined by measuring the elastic modulus and flexural strength.According to the analyses results, it has been found that the bulk density decreased by increasing the graphite-C content and maximum density that obtained was 2.63 g/cm3 for 5% graphite-C containing composition whereas 2.19 g/cm3 for 15% graphite-C containing composition. Also, density calculations showed that bulk density was affected positively from Al addition and negatively from Si addition. Densities of 10% C containing composite was found to be 2.28 g/cm3 and for compositions containing 10% C, 5% Al and 10% C, 5% Si were found 2.44 and 1.87 g/cm3, respectively at 1600°C. Similarly, densities of 5% C, 5% Al containing and 5% C, 2.5% Si + 2.5% Al containing composities was determined to be 2.27 and 2.33 g/cm3, respectively. However, the addition of Si affect density positively for body containing 5% C and 5% Si and density value was found to be 2.44 g/cm3 for samples sintered at 1600°C. As a result of XRD analyses, mullite as a main phase and crystalline SiC were identified in samples sintered at high temperatures. Also, graphite-C decomposed mullite structure and provided evaluation of quartz, spinel phases at high temperatures. XRD results indicated that because of absence of residual carbon mullite and SiC were the only developing phases in a body containing 5% C and 5% Si. Also, the results of EDX analysis for microstructural development were supported by XRD results. The presence of Al4C3 phase in the microstructure was detected by EDX analyses however this observation wasn?t supported by XRD results. Elastic modulus values which were determined for identifying the mechanical properties were found to be proportional to the measured bulk density values. The measured strength values were below expectations. This was reasoned the sample preparation conditions.
Benzer Tezler
- Zararlı gazların katalitik filtrasyonunda kullanılan gözenekli heterojen destek katalizörlerin üretilmesi ve katalitik etkinliklerinin incelenmesi
Production of porous heterogeneous support catalysts used in catalytic filtration of harmful gases and investigation of their catalytic activities
UĞUR ÇAĞLAYAN
- Recovery and optimization of nano-materials used in catalytic converters
Katalitik konvertörlerde kullanılan nano-materyallerin geri kazanımı ve optimizasyonu
KADİR KIRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Preparation of catalytic cordierite monoliths for the selective oxidation of carbon monoxide
Seçimli karbon monoksit oksidasyonu için katalitik kordierit monolitlerin hazırlanması
YASEMİN ASİYE DÖKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN YILDIRIM
PROF. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Development of a three way catalytic converter for elimination of hydrocarbons, carbon monoxide and nitric oxide in automotive exhaust
Otomobil egzozundaki hidrokarbonlar, karbon monoksit ve nitrik oksit bileşiklerinin arıtılması için üç yollu katalitik konvertör geliştirilmesi
NUR KANDİLLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Selective co oxidation over monolithic Au/Al2O3 promoted by metal oxides
Metal oksitler ile desteklenmiş monolitik Au/Al2O3 ile seçimli co oksidasyonu
SEVAL ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. RAMAZAN YILDIRIM
PROF. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
