Investigation the effect of weathering on chemically strengthened thin flat glasses
Yaşlandırmanın kimyasal temperli ince düzcamlara etkisinin incelenmesi
- Tez No: 637296
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
İnce camlar, özellikle bilgisayar, tablet, mobil telefon, televizyon ekranları, spor araba ve uçak camları gibi hafiflik ve yüksek mekanik mukavemet özelliklerinin birlikte arandığı endüstriyel düzcam uygulamalarında giderek artan oranlarda kullanılmaya başlanmıştır. Buna bağlı olarak ince camların mekanik dayanımlarının arttırılmasına yönelik olarak tercih edilen başlıca uygulamalardan biri olan kimyasal temperleme teknolojisi, ince düzcam üretim tesislerinin birçoğu için kritik bir uygulama haline gelmiştir. Kimyasal temperleme teknolojisinde, camın eriyik potasyum nitrat (KNO3) tuz banyosu içinde, cam geçiş sıcaklığının altında belirli bir süre bekletilmesi sonucunda cam yüzeyindeki sodyum iyonlarının daha büyük iyonik yarıçaplı potasyum iyonlarıyla difüzyon mekanizması yolu ile yer değiştirmeleri sağlanır. Bu sayede cam yüzeyinde basma gerilimi oluşarak camın mekanik mukavemeti artar. Mekanik mukavemetleri kimyasal temperleme yöntemi ile arttırılan ince düzcamların çok bileşenli uygulamalarda kullanılabilmesi için atmosferik korozyon dayanımlarının ve kullanım ömürlerinin yüksek olması beklenirken, atmosferik koşulların cam yüzeyinde olumsuz bir etkiye sebep olması da istenmemektedir. Dolayısıyla sıcaklık ve nem ile zamanla korozyona uğradığı bilinen cam ürünün kullanım ömrünün, standartlara uygunluğunun ve ürünün güvenilirliğinin saptanması açısından atmosferik korozyon davranışının bilinmesi ve geliştirilmesi önem arz etmektedir. Literatürde camların yaşlandırma davranışı çeşitli perspektiflerden incelenmiş olsa da kimyasal temperli ince düzcamların yaşlanmaya karşı davranışları konusunda yapılmış herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmanın amacı, kimyasal temperlenmiş camların yaşlandırma davranışlarına ait güncel bilgi birikimini genişletmek, endüstriyel uygulamalar için kimyasal temperleme prosesinin verimliliğini arttırmak ve kimyasal temperlenmiş camların yaşlandırma dayanımlarının geliştirilmesi ile ürün ömrü ve güvenilirliğinin iyileştirilmesine yönelik öneriler sunmaktır. Bu amaç doğrultusunda, atmosferik korozyon sürecinin kimyasal temperleme prosesine olan etkisinin incelenmesi ve iyileştirilmesi için, 1.1 mm eş kalınlığa ve farklı kompozisyonlara sahip ince düzcamların karşılabilecekleri olası proses sıralaması senaryolarının simüle edilmesi gözetilerek, camların kimyasal temperleme öncesi ve sonrası yaşlandırılması ve ardından topografik, optik, yapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlara göre camların yaşlandırma davranışlarının proses sıralaması ve kompozisyondaki Al2O3 miktarı ile güçlü bir ilişkisi olduğu saptanmıştır. Kimyasal temperleme sonrası soda-kireç silikat camların yaşlandırma dayanımlarının daha düşük olduğu görülmüştür. Yaşlandırma süreci sonrasında yüzeyde görsel bozunma ve mekanik mukavemette düşüş meydana gelmiş, kompozisyonda daha yüksek oranda Al2O3 kullanılması durumunda bu durumun önlenebildiği ve aynı zamanda kimyasal temperleme prosesinin verimliliğin arttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Thin glasses are increasingly being used in numerous industrial flat glass applications including touchscreens of mobile phones and tablets, cover screens of computers and televisions, laminated windshields of sports cars and airplanes, where lightness and high mechanical strength properties are sought together. Therefore, chemical strengthening method has recently become a crucial part for most of the thin flat glass manufacturing facilities to improve the mechanical properties of the glass product. In chemical strengthening technology — a novel method that is used to improve the mechanical strength of the glass by submerging the glass item into molten potassium nitrate salt bath at a temperature lower than the glass transition point — substitution of sodium ions in the glass surface with the potassium ions in the salt bath is ensured via diffusion mechanism. This leads to stress generation on the surface resulting an overall increase in glass strength. Chemically strengthened glass products with increased mechanical strength are being used as complementary parts in multi-component products where high quality is offered for longer periods. These glasses are expected to be used in harmony with aforementioned multi-component products, therefore visual disturbances in the macro level caused by atmospheric effects such as weathering are undesirable. Herein, it is crucial to investigate the atmospheric corrosion behavior of chemically strengthened products for determining their lifespan, product reliability and compliance with the standards. The weathering behavior of silica-based glasses has already been investigated in the literature from many perspectives. However, there is still a lack of information on the weathering behavior of chemically strengthened thin glasses. The main objectives of this thesis are to enlighten the current knowledge on weathering behavior of chemically strengthened glasses, to propose some new approaches for the improvement of chemical strengthening process efficiency for industrial practices and to reveal how to increase the weathering resistance of chemically strengthened glasses for improving their lifespan and reliability. Therefore, in this work, flat glass samples with 1.1 mm thickness having three different compositions, i.e. soda-lime silicate glasses with low and mid Al2O3 content and aluminosilicate glasses, are subjected to weathering tests before and after chemical strengthening process to simulate possible processing sequence scenarios that toughened glass products face and the effect of weathering on topographical, optical, structural and mechanical properties are investigated. It is deduced from the experimental results that there is a strong correlation between the weathering behavior and the processing sequence as well as the Al2O3 content in glass compositions. Consequently, chemically strengthened soda-lime silicate glasses are found to be more prone to weathering after processed with chemical strengthening. Weathering has manifested itself in such cases as surface deterioration and decrease of strength which has a detrimental impact on the product quality. Compositional modification of glass by increasing Al2O3 content compensates this behavior as well as increasing the chemical strengthening efficiency.
Benzer Tezler
- Mekanik bulaşık yıkama direncinin ve hava şartlarının kimyasal olarak güçlendirilmiş kristal camlar üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation the mechanical diswashing resistance and the effect of weathering on chemically strengthened crystalline glasses
NURÇİN ÖZKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH AKDOĞAN
- Muğla boksitlerinden alumina üretiminde verimlilik koşullarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
AHMET ALP
- Burdur-Salda Gölü güncel magnezyumlu çökellerin oluşumu
The Formation mechanism and genesis of actual magnesium carbonate precipitations
MELEK DEMİRAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET SUNER
- Doğal lif takviyeli kompozitlerde lif / matris ara yüzey iyileştirme çalışmaları ve çevresel koşullara göre karakterizasyonu
Fiber / matrix interfacial improvement techniques and characterization due to environmental conditions for natural fiber reinforced composites
MEHMET SAFA BODUR
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Eskipazar (Karabük) travertenlerinin bozunmasının araştırılması
Investigation of deterioration of Eskipazar (Karabük) travertines
MUTLUHAN AKIN
Doktora
Türkçe
2008
Jeoloji MühendisliğiAnkara ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN ÖZSAN