Formation of calcium phases in the polycrystalline α-alumina ceramics
Polikristalin α-alümina seramiklerde kalsiyum fazlarının oluşumu
- Tez No: 784769
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Seramik malzemelerin özellikleri sadece bileşim tarafından belirlenmez ve mevcut fazların yapısı, aynı zamanda safsızlıkların dağılımı, taneler arası filmler ve ikinci aşamalar.kalsiyum katkılı α-Al2O3'ün (alümina) mikro yapısındaki değişiklikleri, 1300°C, 1400°C ve 1550°C'lik artan sinterleme sıcaklıkları elektron mikroskobu teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Kalsiyum hekzaalüminat oluşumunun erken aşamalarını bulmak için, kalsiyum katkılı alümina numuneleri için de 1300°C'de 1 saat ile 10 saat arasında çeşitli sinterleme zaman aralıklarında sinterleme yapılmıştır. Sinterlenmiş numunenin faz bileşimi ve mikroyapı evrimi incelendikten sonra ilk prensip hesaplaması yapıldı. Ortalama tane boyutlarındaki değişimler aşırı kalsiyum konsantrasyonları (ΓCa) ile ilişkilidir. Bu kalsiyum katkılı alümina seramikleri incelemek için analitik elektron mikroskobu kullanıldı. Tüm sinterleme koşullarında, alümina taneleri üniform ve eş eksenlidir. Kalsiyumca zengin tane morfolojileri, sinterleme süresi ve sıcaklık arttıkça uzadı. Bir taramalı elektron mikroskobuna bağlı bir X-ışını enerji dağılım spektrometresi, kalsiyum açısından zengin ikinci fazların çökeldiğini gösterdi. Bu çökeltiler, X-ışını enerji dağılım analizi ile mono kalsiyum alüminat (CA), kalsiyum dialüminat (CA2) ve kalsiyum hekzalüminat (CA6) gibi farklı kalsiyum alüminat fazları olarak tanımlandı. Yüksek sıcaklıklarda kalsiyum çökeltileri büyük ve uzun taneler olarak ortaya çıktı. Öte yandan, düşük sinterleme sürelerinde, kalsiyum bakımından zengin taneler olarak küçük taneler tespit edildi. Sonuçlar, Ca6 katkılı Al2O3'ün 4 saat boyunca sinterlenmiş reaksiyon sisteminde 1300°C'de az miktarda CA6 oluştuğunu ve daha önemli miktarların daha yüksek süre ve sıcaklıklarda oluştuğunu göstermektedir. Oluşum mekanizmasının reaksiyonu şu şekildedir: 4Al2O3 ile CaO.2Al2O3 (CA2), CA6 ile sonuçlanır. CaO-Al2O3 faz diyagramına göre Al2O3 içindeki Al3+ katyonlarının CA2'ye doğru difüzyonu CA6'yı oluşturur.
Özet (Çeviri)
The distribution of impurities, intergranular films, and second-phase particles, in addition to the composition and structure of the phases, all influence the characteristics of ceramic materials. Changes in the microstructure of calcium doped α-Al2O3 (alumina) with increasing sintering temperatures of 1300°C, 1400°C, and 1550°C were studied using electron microscopy techniques. To find the early stages of formation of calcium hexaaluminate, the sintering process was also performed for the calcium-doped alumina samples at 1300°C for various sintering time ranges between 1h to 10 h. A first principle calculation was done after studying the phase composition and microstructure evolution of the sintered specimen. Variations in the average grain sizes were related to the excess calcium concentrations (ΓCa). Analytical electron microscopy was used to study these calcium doped alumina ceramics. Under all sintering conditions, the alumina grains were uniform and equiaxed. The calcium-rich grain morphologies elongated as the sintering time and temperature increase. An X-ray energy dispersive spectrometer attached to a scanning electron microscope showed the precipitation of calcium-rich second phases. These precipitates were identified as different calcium aluminate phases like mono calcium aluminate (CA), calcium dialuminate (CA2), and calcium hexaluminate (CA6) by X-ray energy dispersive analysis. Calcium precipitates at high temperatures appeared to be large and elongated grains. On the other hand, at low sintering times, tiny grains were detected as the calcium rich grains. The results demonstrate that a small amount of CA6 forms at 1300°C in the reaction system of Al2O3 doped with Ca sintered for 4 h, and more significant amounts form at higher times and temperatures. The reaction of formation mechanism is as regards: CaO.2Al2O3 (CA2) combines with 4Al2O3 results in CA6. According to the CaO-Al2O3 phase diagram, there is a diffusion process of Al3+ cations in Al2O3 towards CA2 to generate CA6.
Benzer Tezler
- Biyoaktif cam ve cam-seramik malzemelerin üretimi ve yapay vücut sıvısı içerisindeki davranımlarının incelenmesi
Production of bioactive glass and glass-ceramic materials and investigation of behaviours in simulated body fluid
BURCU KÜKÜRTCÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK
- Fotovoltaik panellere bütünleştirilmiş farklı pasif yöntemlerin sistem verimliliğine etkisinin sayısal ve deneysel analizi
The numerical and experimental analysis of system efficiency effects of different passive methods in integrated photovoltaic panels
FATİH BAYRAK
- Düşük çinkolu Li2O-ZnO-SiO2 camlarının kristalizasyon davranışı ve cam seramiklerinin eğme mukavemetlerine P2O5'in etkisi
Başlık çevirisi yok
ONUR MENTEŞE
- Türk boksitlerinin kullanılması ile refrakter kalsiyum alüminatların üretimi
Production of refractory calcium aluminates by using Turkish bauxites
CENGİZ KAYA
- Lab-scale DC electric arc furnace design and thermodynamic slag optimization for metal recovery from slag phase
Cüruf fazından metal geri kazanımı için laboratuvar ölçekli DC elektrik arf fırını tasarımı ve termodinamik cüruf optimizasyonu
MERT SARAÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR