B4C ve PMN-PT seramiklerin flash sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu
Characterization of B4C and PMN-PT ceramics produced by flash sintering
- Tez No: 715020
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS ŞAVKLIYILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: B4C, Elektrik Alan, Flash Sinterleme, Kovalent Seramik, Piezoelektrik Seramik, PMN-PT, B4C, Covalent Ceramic, Electric Field, Flash Sintering, Piezoelectric Ceramic, PMN-PT
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 47
Özet
Bu çalışmada, PMN-PT piezoelektrik ve B4C kovalent seramik malzemelerinin yoğunlaştırılması, elektrik alan destekli flash sinterleme yöntemiyle gerçekleştirildi. PMN-PT malzeme sistemi için 0.67[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]−0.33(PbTiO3) kompozisyonu seçildi. Flash sinterleme deneyleri için, her iki numune üzerine uygulanmak üzere uygun elektrik alan (PMN-PT: 200 V/mm, B4C: 50 V/mm) ve yeterli maksimum akım limitleri (PMN-PT: 0,1 amper, B4C:0,5 amper) numunelerin elektriksel özelliklerine göre belirlendi. Flash sinterleme işlemi PMN-PT numunesi için 90 saniye ve ~700 °C'de gerçekleşirken, B4C numunesi için 150 saniye ve ~489 °C olarak gözlemlendi. Sinterlenmiş numunelerin bağıl yoğunluk değerleri %94 ve üzeri olarak ölçüldü ve bu değerler literatürle karşılaştırıldığında makul olduğu görüldü. Taramalı elektron mikroskobu ile mikroyapı analizi, bağıl yoğunluk ölçümü ile uyumlu olan uygun konsolidasyon morfolojisini gösterdi. Aşırı ısınmadan meydana gelebilecek tane ve tane sınırlarında lokal erimeler akım limitlemesi ile bu çalışmada engellendi X-ışınımı kırınımı analizine göre, söz konusu malzeme sistemleri rombohidral kristal yapıda tutarlılık göstermekte ve tüm deney döngüsü boyunca kimyasal ve fiziksel bileşimlerini korumaktadır. Elektrik alan destekli/flash sinterleme tekniği ile PMN-PT için sinterleme sıcaklığı 1200 °C'den 700 °C'ye düşürülürken sinterleme süresi 2 saatten 90 saniyeye düşürüldü. Böylelikle bu sinterleme yöntemi, PMN-PT piezoelektrik seramik için yüksek sıcaklık işlemlerinde ortaya çıkan toksik Pb (kurşun) emisyonunu azaltmak için çok önemlidir. B4C kovalent seramik malzemesi için, sinterleme süresi 48 saatten 150 saniyeye düşürülerek sinterleme sıcaklığı 1800 °C'den 489 °C'ye düşürülmüştür. Böylelikle bu teknik, B4C kovalent seramik için sinterleme sıcaklığını ve süresini azaltarak büyük enerji ve zaman tasarrufu yapmamızı sağlar.
Özet (Çeviri)
In this study, densification of PMN-PT piezoelectric and B4C covalent ceramic materials are carried out by electric field assisted/flash sintering method. The composition selected for PMN-PT materials system is 0.67[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]−0.33(PbTiO3). During flash sintering experiment, proper electric field (PMN-PT: 200 V/mm, B4C: 50V/mm) applied on both sample with suitable current cut-off value (PMN-PT :0,1 amp, B4C:0,5 amp) according to materials electrical properties. Flash sintering is accomplished in less than 90 sec at ~700 °C for PMN-PT and 150 sec at ~489 °C for B4C. Relative density for sintered sample is measured approximately 94 % an above which is reasonable values comparing with literature. SEM microstructure illustration exhibits proper consolidation morphology which is agreement with the relative density measurement. There is no local melting observed on grain and grain boundaries which suggests hindering excessive joule heating. According to XRD analysis, the said materials systems shows consistency in rhombohedral crystal structure and preserve their chemical and physical composition during whole experimental cycle. By electric field assisted/flash sintering technique, the sintering temperature for PMN-PT is decreased from 1200 °C to 700 °C along with a decrement in sintering time from 2 hours to 90 seconds. Hence, this densification method gains importance to reduce toxic Pb (lead) emission aroused at high temperature processes for PMN-PT piezoelectric ceramic. Regarding B4C covalent ceramic, sintering temperature is decreased from 1800 °C to 489 °C in conjunction with a decrement in sintering time from 48 hours to 150 seconds. Thus, this technique allows us to huge energy and time savings by reducing sintering temperature and time for B4C covalent ceramic.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of B4C ve BN reinforced aluminium matrix composites by squeeze casting
B4C ve BN takviyeli alüminyum matrisli kompozitlerin basınçlı döküm ile fabrikasyonu ve karakterızasyonu
AMİN NEKOUYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ ALTINTAŞ
- B4C/SİC parçacık takviyeli alcumg alaşım kompozitlerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the microstructural and mechanical properties of B4C/SİC particle reinforced alcumg alloy composites
MOHAMED ABDULSALAM MOHAMED ELSHERKSI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKKAŞ
- B4C takviyeli titanyum kompozit malzemelerin radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radiation shielding properties of B4C reinforced titanium composite metarials
TUĞÇE ATASOY KURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE VAROL ÖZKAVAK
DOÇ. DR. KADİR GÜNOĞLU
- Synergistic effects of B4C and ZnO nanomaterials as electrodes for supercapacitors
B4C ve ZnO nanomalzemelerinin sinerjik etkileri ve süperkapasitör elektrotları olarak kullanımı
MERVE AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2022
EnerjiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE ERDEM
- B4C ve SiC katkılı ti6al4v alaşımının spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of B4C and SiC added Ti6Al4V alloy via spark plazma sintering method
ROJDA ŞARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN