Gelcasting of alumina ceramics with gelatin and carrageenan gum and investigation of their mechanical properties
Alümina seramiklerin jelatin ve karajenan sakız kullanılarak jel dökülmesi ve onların mekanik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 342970
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Seramik Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Bu çalışmada jelatin ve carragenan gumın bir jel sistemi olarak alumina seramiklerin jel döküm işleminde kullanılması amaçlanmıştır. Her bir jelin ayrı ayrı jel dökülmüş alumina seramiklerin mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir.Ilk olarak, önceden yapılan deneysel çalışmalar ve araştırmalara dayanılarak bir deneysel dizayn yapılmıştır. Bu deneysel dizaynda faktörlerin ne olması gerektiği, faktörlerin levellerinin nasıl değişmesi gerektiği belirtilmiştir. Bu doğrultuda alumina tozundan iki grup jel-döküm çamuru hazırlandı. Bu gruplardan biri içinde ağırlıkça %3'ten %6' e kadar değişen oranlarda jelatin bulunduran gruptur. Diğer grup ise içinde ağırlıkça %1'den %2'ye kadar carragenan gum bulunduran gruptur. Iki grupta da bulunan jel-döküm çamurlarının alumina toz miktarları hacimce 47-53 aralığında değişmektedir. Ayrıca, herbir jelin mekanik özelliklere doğrudan etkisinin görülmesi ve jel döküm ile slip döküm yöntemlerinin karşılaştırılması için gelatin veya gum içermeyen döküm çamurları da hazırlandı.Hazırlanan döküm çamurlarından jel döküm yöntemi ile mekanik testler için uygun boyutlarda ham alumina numuneler elde edildi. Numuneler kurutulduktan sonra numunelerin yarısı 1550 oC sıcaklıkta sinterlendi. Diğer yarısı herhangi bir ısıl işlemden geçirilmedi. Blok şeklindeki ham numuneler sinterlenmeden önce üçlü eğme testi için uygun boyutlarda kesildi. Numunelerin kuruma ve sinterleme sonrası boyutsal küçülmeleri ve densifikasyon oranları ölçüldü ve hesaplandı.Ham ve sinterlenmiş alumina seramiklere uygulanan mekanik testler sonucunda seramiklerin eğilme mukavemeti, basma mukavemeti ve sertlik değerlerinin değişen jel miktarına ve sinterlemeye bağlı değişimleri hakkında veriler elde edildi. Bu veriler analiz edildi ve elde edilen sonuçlar yorumlandı. Jelatin ile jel dökülmüş alumina numunelerin en yüksek basma ve eğme mukavemetleri için gerekli optimum jel miktarı ağırlıkça %5 iken, bu miktar gum ile jel dökülmüş alumina numuneler için %1.7 idi. Alumina miktarının, jel dökülmüş alumina numunelerin mekanik özelliklerine etkisi net değildi. Jelatin ile jel dökülmüş alumina numuneler sinterlendikten sonra maksimum %95.82 densifikasyon değerine ulaşıldı.
Özet (Çeviri)
In this study, use of gelatin and carrageenan gum as gel formers in gelcasting process of alumina ceramics was aimed. The effects of each gel former on the mechanical properties of gelcasted alumina ceramics were distinctly investigated.Firstly, an experimental design was made according to pre-experimental studies and researches. In this experimental design, it was determined what the factors should be and how the levels of factors should change. Two groups of gelcasting slips were prepared with alumina powder. One of them was the group that contained gelatin with changing ratios from 3 to 6 wt%. Other was the group that contained carragenan gum with changing ratios from 1 to 2 wt%. Alumina powder amounts of the slips in also each group were the same and changing from 47 to 53 vol%. Furthermore, in order to see the direct effect of each gel former type and amount on mechanical properties and compare the methods of gelcasting and slip casting, alumina slips that contained no gelatin or carrageenan gum were also prepared.Green alumina samples in suitable shapes for mechanical tests were obtained by gelcasting method from the prepared slips. After green samples were dried, half of them were sintered at 1550 oC. Rest of them weren?t subjected to any heat treatment. Green samples in block shape were cut in suitable dimensions for 3-point bending test before they were sintered. Shrinkage and densification ratios of the alumina samples after drying and sintering were measured and calculated.At the end of the mechanical tests applied on green and sintered alumina ceramics, data about change in their bending strength, compressive strength and hardness values due to varying gel amount and sintering were obtained. These data were analyzed, then the obtained results were interpreted. While optimum gel former amount needed for maximum compressive and bending strength of gelatin-gelcasted alumina samples was 5 wt%., this amount for that of gum-gelcasted alumina samples was 1.7 wt%. The effect of alumina solid loading on mechanical properties of gelcasted alumina samples was unclear. After sintering of gelatin-gelcasted alumina samples, the densification reached to a maximum of 95.80%.
Benzer Tezler
- Seramik malzemelerin jel-döküm yöntemiyle hazırlanması ve bazı özelliklerinin incelenmesi
Production of ceramics by gelcasting method and examination of some properties
ZEHRA ÖZBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KAŞGÖZ
- Seramiklerin sinterleme prosesi süresince şekil değişikliklerinin incelenmesi
Investigation of shape changes of ceramics during sintering process
HÜMEYRA SOYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. İSMAİL AYDIN
- Fabrication and characterization of compositionally-engineered glass/ceramic/nano-filler composites for LTCC and radome applications
LTCC ve radom uygulamaları için kompozisyon olarak tasarlanmış cam/seramik/nano-dolgu kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
OĞUZHAN BİLAÇ
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CİHANGİR DURAN
- Alümina bünyelerin pektin kullanılarak jel döküm işlemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of alumina bodies via gelcasting by using pectin
NURİYE GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA YEŞİM HOPA
- Pb(Zr, Ti)O3 esaslı piezoelektrik seramiklerin jel döküm yöntemiyle şekillendirilmesi
Production of PZT based Pb(Zr, Ti)O3 by gel casting process
DİLEK ABANOZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Metalurji MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEDAT ALKOY