Geri Dön

Fabrication of high density alumina ceramics from nanopowders through colloidal processing

Nanotozlardan kolloidal yöntemler ile yüksek yoğunluklu seramiklerin üretimi

  1. Tez No: 612716
  2. Yazar: HÜSEYİN UTKUCAN KAYACI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİMGE ÇINAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Metalurji Mühendisliği, Seramik Mühendisliği, Science and Technology, Metallurgical Engineering, Ceramic Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN

  2. Seydişehir alüminasında kalıplamayla seramik malzemelerin üretilmesi

    Başlık çevirisi yok

    TURAN TAMBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERDAR ÖZGEN

  3. Seramik birleştirme teknolojisi ve yapısal seramiklerin lehimlenmesi

    Ceramic foining technology and brazing of structural ceramics

    OSMAN AKKOCA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. OKTAY BODUR

  4. 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

    Türkçe

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN