Bor nitrür (BN) katkılı zirkonya (ZrO2) seramiklerin tribolojik davranışı
The tribological behavior of boron nitride (BN) doped zirconia (ZrO2) ceramics
- Tez No: 878386
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, %3 mol Y2O3 ile stabilize edilmiş zirkonya (3Y-ZrO2) seramiklerin sinterlenebilirliği, mikroyapısı, mekanik ve tribolojik özelliklerine farklı oranlarda hekzagonal bor nitrür (BN) ilavesinin etkisi taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışınları kırınımı (XRD), mikro vickers sertlik testi, ball- on-disk tipi aşınma cihazı ve profilmetre kullanılarak incelenmiştir. 1250°C'de 2 saatlik sinterleme sonrasında, %0.25 BN katkısıyla 3Y-ZrO2 örneklerinin yoğunluğu 5.16 g/cm³'ten 5.52 g/cm³'e yükselmiş ve sinterlenebilirliklerinde bir iyileşme gözlemlenmiştir. BN katkısıyla ve katkı miktarının artışıyla 3Y-ZrO2'nin tane boyutunda artış meydana gelmiş; %1 BN katkısıyla ortalama tane boyutu 0,12 µm'den 0,42 µm'ye yükselmiştir. %0.25 BN katkısıyla 3Y-ZrO2 örneklerinin sertliği 714 Hv'den 978 Hv'ye yükselirken, bu orandan sonra sertlikte bir azalma olmuştur. BN katkılı 3Y-ZrO2 örneklerinin aşınma testleri, ticari olarak temin edilen WC seramik bilye kullanılarak kuru kayma şartlarında 5 ve 10 N yük altında oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. BN ilavesi ve katkı miktarının artmasıyla 3Y-ZrO2'nin sürtünme katsayısı ve aşınma hacmi önemli ölçüde azalmıştır. Katkısız 3Y- ZrO2'nin 10 N yükte ortalama sürtünme katsayısı ve aşınma hacmi sırasıyla 0,2 ve 1,6 mm³ iken, %1 BN katkılı 3Y-ZrO2'de ise sırasıyla 0,1 ve 0,32 mm³ değerine düşmüştür. Bu azalma, BN'nin kendinden katı yağlayıcı özelliğinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, BN ilavesi, 3Y-ZrO2'nin aşınma direncinde belirgin bir artış sağlamıştır. Bu sonuçlar, düşük miktarda BN ilaveli 3Y-ZrO2 seramiklerin özellikle dental implantlar ve diğer biyomedikal uygulamalarda potansiyel bir malzeme olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the impact of hexagonal boron nitride (BN) addition at various ratios on the sinterability, microstructure, mechanical, and tribological properties of zirconia (3Y-ZrO2) ceramics stabilized with 3 mol% Y2O3 was investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), micro vickers hardness testing, a ball-on-disk type wear device, and a profilometer. After sintering at 1250°C for 2 hours, the density of 3Y-ZrO2 samples with a 0.25% BN addition increased from 5.16 g/cm³ to 5.52 g/cm³, improving their sinterability. With the addition of BN and an increase in the amount of additive, an increase in the grain size of 3Y-ZrO2 occurred; the average grain size rose from 0.12 µm to 0.42 µm with a 1% BN addition. While the hardness of 3Y-ZrO2 samples with a 0.25% BN addition increased from 714 Hv to 978 Hv, a decrease in hardness was observed beyond this proportion. Wear tests of BN-added 3Y-ZrO2 samples were conducted under dry sliding conditions at room temperature with 5 and 10 N loads using commercially obtained WC ceramic balls. With the addition of BN and an increase in the amount of additive, the coefficient of friction and wear volume of 3Y-ZrO2 have significantly decreased. The average coefficient of friction and wear volume of pure 3Y-ZrO2 under a 10 N load were 0.2 and 1.6 mm³, respectively, whereas these values decreased to 0.1 and 0.32 mm³, respectively, in 3Y-ZrO2 with 1% BN addition. This reduction is attributed to BN's inherent solid lubricating property. Consequently, the addition of BN has resulted in a significant increase in the wear resistance of 3Y-ZrO2. These results show that 3Y-ZrO2 ceramics with low amounts of BN can be used as a potential material, especially in dental implants and other biomedical applications.
Benzer Tezler
- Hegzagonal bor nitrür (H-BN) katkılı motor yağının tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the tribological properties of engine oil containing hexagonal booron nitride additive
DÜNDAR SEYYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Otomotiv MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZER CAN
- Bor Nitrür (BN) ince film ara katmanlar üzerine üretilen yüksek performanslı elektronik uygulamaların geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation and development of BN interlayer thin film for application in high-performance electronics
REZA MOHAMMADIGHAREHBAGH
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT PAT
- Bor nitrür katkılı hidrojellerin özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the properties of boron nitride doubled hydrojels
YAĞMUR ŞENGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA MALKOÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAPINCAK GÖNCÜ
- Bor nitrür ve çok cidarlı karbon nanotüp katkılı bazalt elyaf takviyeli epoksi kompozit malzemelerin işlenebilirliği ve nanoparçacık katkısının işleme kalitesi üzerine etkisi
The machinability of boron nitride and multi-walled carbon nanotube rei̇nforced basalt fiber/epoxy composites and the effect of nanoparticle additives on machining quality
MEHMET TONGUR
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECATİ ATABERK
- Lityum iyon pilleri için giyilebilir kumaşlar üzerine bor nitrür katkılı anot malzemelerin geliştirilmesi
Development of boron nitride added anode materials on wearable fabrics for lithium ion batteries
GAMZE YARAR KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiBatarya Sistemleri ve Hidrojen Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZKAN AYDIN