Fabrication of high density alumina ceramics from nanopowders through colloidal processing
Nanotozlardan kolloidal yöntemler ile yüksek yoğunluklu seramiklerin üretimi
- Tez No: 612716
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİMGE ÇINAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Metalurji Mühendisliği, Seramik Mühendisliği, Science and Technology, Metallurgical Engineering, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Nanotozların, yüksek yoğunluklu ve ince taneli malzemelerin üretiminde kullanılması, yüksek mekanik özelliklerin ve/veya 3B Seramik Baskı gibi yüksek katı içerikli uygulamaların gerekli olduğu durumlarda oldukça avantajlıdır. Oksit seramiklerin çamur bazlı üretim süreçleri ile üretimi oldukça avantajlı olmasına karşın, nano-yapılı, yüksek yoğunluklu malzemelerin bu yöntem ile üretimi hala problemlidir. Nanotozların kolloidal süreçler ile üretimindeki en büyük sınırlama, nanotoz süspansiyonlarının beklentilerden de yüksek viskoziteleridir. Yüksek viskozite değerleri, elde edilebilecek en yüksek katı yükleme oranını kısıtlar ki bu da konsolide edilen yaş seramik kütlelerin bütünlüğünü ve yoğunluğunu kısıtlamaktadır. Dahası, yüksek toz yüklemeli süspansiyonlarda parçacıklar arasındaki mesafeler azaldığı için nanotozlar çok daha hızlı topaklanma eğilimi göstermekte ve bu da tozların süspansiyon içerisinde ya da konsolide edilmiş yaş kütlelerde tozların homojen dağılımı ile ilgili zorluklar doğurmaktadır. Bu tez çalışmasında süspansiyon reçeteleri için geliştirilen farklı yaklaşımlar tartışılmış ve bu yaklaşımların parçacıkların dizilimi, yaş kütlenin oluşumu ve sinterleme sürecindeki etkisi incelenmiştir. Hacimce 35-40%'a varan katı yükleme oranına sahip süspansiyonlar üretilmiştir. Bu süspansiyonların dökümü yapıldığında 58%'e varan ön yoğunluğa sahip yaş kütleler üretilmiştir. Sinterleme sonucu yoğunluklar 96%'ya kadar yükseltilmiş ve α-Al2O3 çekirdekleri süspansiyona eklendiğinde son yoğunluk 99% olarak ölçülmüştür. Sonuç olarak, nanotozlardan yüksek yoğunluklu alümina seramikleri başarıyla üretilebilmiştir.
Özet (Çeviri)
Utilizing nanopowders in production of fully dense materials with fine grain structures is highly advantageous, particularly where high mechanical properties are desired. Besides, recently developed techniques, such as 3D-printing of ceramics, may require high solids content suspensions. Despite the advantages of slurry based processing of oxide ceramics, production of nano-structured high density bodies is still a challenge. The main limitation in colloidal processing of nanopowders is their unexpectedly high suspension viscosities. High viscosities restrict the maximum achievable solids content, which, in turn, limit the structural integrity and the density of a green body when consolidated. Furthermore, because of the smaller interparticle distance in highly loaded suspensions, nanopowders tend to agglomerate fast, which creates another challenge in terms of the homogeneous distribution of powders in their suspensions and in green bodies. In this thesis, various approaches for nanopowder suspension formulations were discussed and their effect on the particle packing, green body formation and sintering process were investigated. Suspensions with solids content up to 35-40 vol% were obtained. When these suspensions are slip casted, the green body densities as high as 58% could be obtained. When sintered, the structures with relative densities up to 96% could be achieved and that can be further increased to 99% using α-Al2O3 seed powder during sintering. As a result, high density alumina ceramics could successfully be fabricated from nanopowders.
Benzer Tezler
- Transparan AlON seramiklerinin SPS ile üretimi ve geliştirilmesi, farklı katkıların transparanlık ve mekanik özellikler üzerindeki etkilerin incelenmesi
Production and development of transparent AlON ceramics with SPS, investigation of the effects of different additives on transparency and mechanical properties
DEMET AYDOĞMUŞ
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Seydişehir alüminasında kalıplamayla seramik malzemelerin üretilmesi
Başlık çevirisi yok
TURAN TAMBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR ÖZGEN
- Seramik birleştirme teknolojisi ve yapısal seramiklerin lehimlenmesi
Ceramic foining technology and brazing of structural ceramics
OSMAN AKKOCA
- Plazma spreylenmiş Cr3C2-NiCr ve Al203-TiO2 kaplamaların abraviz aşınma davranışlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
UĞUR PAMUK
- İyon değişim işlemiyle silika esaslı camlara antimikrobiyal özellik kazandırılması ve cam yüzeylerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Imparting antimicrobial property to the silica-based glasses and mechanical strengthening of glass surfaces by ion exchange treatment
DUYGU GÜLDİREN
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN