Geri Dön

Effect of salt baths contaminated with different calcium compounds on chemical tempering efficiency

Farkli kalsiyum bileşikleri ile kirletilmiş tuz banyolarinin kimyasal temperleme verimliliğine etkisi

  1. Tez No: 670617
  2. Yazar: ASLI ÇALI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız 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: 108

Özet

Cam, yüksek saydamlık başta olmak üzere, asidik ve atmosferik etkenlere ve sıcaklık değişikliklerine dayanıklı olması, yüksek sertliğe sahip olması gibi avantajlı özellikleri sayesinde pek çok sektörde yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Ancak, üretim yöntemi dolayısıyla camda yüzey hataları mevcuttur. Bu yüzey hataları, camın dayanımını ciddi oranda düşürmektedir. Camın dayanımını yükseltmeye yönelik pek çok farklı yöntem olmakla birlikte endüstriyel olarak en çok tercih edilen iki yöntem termal temperleme ve kimyasal temperleme yöntemleridir. Termal temperleme ince ve karmaşık şekilli camlara uygulanamadığından dolayı, bu gibi camların dayanımlarının arttırılması için kimyasal temperleme yöntemi tercih edilmektedir. Bunun yanı sıra, kimyasal temperleme yöntemiyle elde edilen basma gerilmesi değeri termal temperlemeye kıyasla daha yüksek olduğundan kimyasal temperlemeyle endüstride beklenen yüksek mukavemet/ağırlık oranını sağlayan ince ve dayanıklı camlar üretilebilmektedir. Kimyasal temperlemenin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi ve veriminin arttırılabilmesi için kimyasal temperleme prosesini etkileyen parametreler göz önünde bulundurulmalıdır. Bu parametrelerin başlıcaları, cam kompozisyonu, proses sıcaklığı, proses süresi, tuz banyosu kompozisyonu, banyo kirlilikleri ve banyo pH değeridir. Bu çalışmada, kimyasal temperleme işlemi boyunca camdan tuza geçebilecek Ca(NO3)2, CaCO3, and CaO gibi farklı kalsiyum safsızlıklarının ticari soda-kireç silikat camların kimyasal temperleme verimine etkisi mekanik, yapısal ve optic özellikler açısından incelenmiştir. Bu kapsamda cam numuneler, kimyasal temperleme işleminden sonra mekanik, optik ve yapısal analizlere tabii tutulmuştur. Bunun yanı sıra, numuenelere yaşlandırma işlemleri uygulanarak kirliliklerin camların korozyon davranışına nasıl etki ettiği incelenmiştir. Son olarak, kimyasal temperleme banyosunun pH değeri analiz edilerek pH ve tuz kirliliği arasındaki bağlantı araştırılmıştır. Yapılan test ve karakterizasyon çalışmaları neticesinde, kimyasal temperleme tuzunda bulunan kalsiyum kirliliklerinin, cam numunelerin basma gerilimi ve basma gerilim derinliği değerlerinde azalmaya sebep olduğu, yaşlandırma işlemi sonrası bağ yapılarında birtakım değişiklikler oluşturarak atmosferik korozyona karşı direncini düşürdüğü ve mekanik özelliklerini olumsuz yönde etkilediği gözlemlenmiştir. Bu çalışmalara dayanarak, kimyasal temperleme tuzunda bulunabilecek kalsiyum kirliliklerinin, kimyasal temperleme verimini, cam numunelerin yapısal ve mekanik özellikleri yönünden olumsuz etkilediği sonuçlarına varılmıştır.

Özet (Çeviri)

Glass is a material that is widely used in many industries thanks to its advantageous properties such as, transparency and high hardness, resistance to acidic and atmospheric factors and temperature changes. However, there are surface defects in glass resulting from its production method. These surface defects significantly reduce the strength of glass. Although there are different methods to increase the strength of glass the two mostly preferred methods in industry are thermal tempering and chemical tempering. Since thermal tempering cannot be applied to thin and complex shaped glasses, chemical tempering method is preferred in such glasses. In addition, thin, and durable glasses that provide higher strength to weight ratio as expected in the glass industry can be produced by chemical tempering method since the compression stress value obtained by this method is higher compared to thermally tempering method. The parameters affecting the chemical tempering process should be taken into consideration in order to perform the chemical tempering process in a healthy way and to increase its efficiency. The main parameters are glass composition, process temperature, process time, salt bath composition, bath impurities and bath pH value. In this study, the effect of different calcium impurities i.e., Ca(NO3)2, CaCO3, and CaO  that can pass from glass composition to tempering salt during chemical tempering process  on chemical strengthening efficiency of commercial soda-lime silicate glasses was investigated in terms of mechanical, structural, and optical properties. In addition, corrosion behavior of glass samples was investigated by applying aging tests to the samples after chemical tempering process. Finally, the link between pH and salt contamination was investigated by analyzing the pH value of the chemical tempering bath. As a result of the tests and characterization studies, it was observed that the calcium impurities in the chemical tempering salt caused a decrease in the compressive stress and depth of compressive stress layer of the glass samples, reduced the resistance to atmospheric corrosion by causing some change in the bond structures after the aging process and negatively affected the mechanical properties of the samples. In addition, it was concluded that calcium impurities in the salt bath did not affect the optical properties of the glass samples and did not significantly change the pH values of the salt bath. Based on these studies, it was concluded that the calcium impurities that may be present in the chemical tempering salt negatively affect the chemical tempering efficiency in terms of the structural and mechanical properties of glass samples.

Benzer Tezler

  1. Nadir toprak element oksitlerinden ergimiş tuz elektrolizi yöntemiyle nadir toprak elementlerinin sentezi

    Synthesis of rare earth elements from rare earth oxides by molten salt electrolysis

    OSMAN CAN ÖZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR

  2. Farklı sodyum bileşikleri ile katkılandırılarak kirletilmiş tuz banyolarının kimyasal temperleme verimliliğine etkisi

    Effect of salt baths additive with different sodium compounds on chemical tempering efficiency

    BÜŞRA DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MİRAY ÇELİKBİLEK ERSUNDU

  3. Farklı alümina oranlarına sahip alümina silikat ve soda kireç silikat camların kimyasal temperlenme davranışlarının incelenmesi

    Investigation of chemical tempering behavior of alumina silicate and soda lime silicate glasses with different alumina content

    AHMET CANER KAYAALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MİRAY ÇELİKBİLEK ERSUNDU

  4. Isıl işlem koşullarının düşük alaşımlı Ni-Cr-Mo çeliğinin mekanik özelliklerine ve aşınma direncine etkisi

    The Effect of heat treatment on mechanical properties and wear resistance of low alloy Ni-Cr-Mo steel

    CEM ERHAZAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

  5. Kimyasal temperlenmiş soda kireç silika camlarına fonksiyonellik kazandırılması

    Functionalization of chemical tempered soda lime silica glasses

    BAYBARS SARICA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. METİN USTA