Gözenekli seramiklerin üretiminde kullanılmak üzere kalsiyum bentonit kil tozunun asit liçi ile saflaştırılması
Purification of calcium bentonite clay powder by acid leaching for use in fabrication of porous ceramics
- Tez No: 928987
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN ŞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Seramik Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Asit Aktivasyonu, Bentonit, Gözenekli Seramik, Mikroyapı, Acid Activation, Bentonite, Microstructure, Porous Ceramic
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Bu çalışmada, kalsiyum bentonit kili kuru yöntem asit aktivasyonu uygulamasıyla saflaştırılmış ve bu saflaştırılmış tozların gözenekli malzemelerin üretiminde kullanımı araştırılmıştır. Kalsiyum bentonit-asit karışımındaki HCl'in kütle yüzdesi %71.42 olarak alınmış ve bu karışım 90°C'de 200 dakika bekletildikten sonra saf su ilave edilerek 30 dakika boyunca 40 kHz'de ultrasonikasyon işlemiyle karıştırılmıştır. Liç edilmiş çözeltinin çökeltilmesi için MgCl2 (1,3 g/lt) gibi bazı kimyasal katkılara ihtiyaç duyulmuş ve NaOH ilavesiyle çözeltinin pH'ı 7'ye ayarlanmıştır. Toz, 24 saat boyunca 100°C'de kurutulmuş ve fırında 375 dakika boyunca 515°C ve 915°C sıcaklıklarda toz halinde kalsine edilmiştir. Kalsine ürünleri, bir akik havanda hafifçe ezilerek topaktan arındırılmış ve 150 μm'lik bir elekten elenerek tek eksenli preste 30 MPa basınçta şekillendirilmiş ve numuneler 375 dakika boyunca 915°C'de sinterlenmiştir. Elde edilen ürünler kimyasal bileşimi, açık gözeneklilik, pişme küçülmeleri ve faz bileşimi açısından X-ışını floresan (XRF), X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümü kızılötesi (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Arşimet terazisi dengesi ile incelenmiştir. Asitle saflaştırma sonucunda bentonit tozu yüksek SiO2 içeriğine (ağırlıkça %71,18) sahip olurken, kalsiyum miktarı azalmış ve sodyum kirliliği artmıştır. Bu toz preslenmiş ve 915°C sıcaklıkta sinterlenmiştir. XRD analizi malzemenin yüksek kristobalit kristalizasyonu sahip olduğunu ve düşük miktarda spinel ve albit kristallenmesi içerdiğini göstermektedir. Yüksek kristobalit oluşumu FTIR analiziyle de doğrulanmıştır. Elde edilen numune yüksek gözenekliliğe (%45,98) ve eşit dağılmış büyük gözenek boyutlarına (1,34 μm) sahiptir. Bu tip saflaştırılmış tozların, gözenekli seramik malzeme üretiminde bir potansiyele sahip olduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, calcium bentonite clay was purified by dry method acid activation and the use of these purified powders in the production of porous materials was investigated. The mass percentage of HCl in the dry bentonite-acid mixture was taken as 71.42% and this mixture was kept at 90°C for 200 minutes, then purified water was added and mixed by ultrasonication at 40 kHz for 30 minutes. Some chemical additives such as MgCl2 (1.3 g/l) were needed to precipitate the leached solution and the pH of the solution was adjusted to 7 by the addition of NaOH. The powder was dried at 100°C for 24 hours and calcined to powder form in an air furnace at 515°C and 915°C for 375 minutes. The calcined products were deagglomerated by light crushing in an agate mortar and sieved through a 150 μm sieve, shaped in a uniaxial press at a pressure of 30 MPa and the samples were sintered at 915°C for 375 minutes. The obtained products were analysed for chemical composition, open porosity, firing shrinkage and phase composition by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and Archimedes balance. As a result of acid purification, bentonite powder had high SiO2 content (71.18 wt%), while calcium content decreased and sodium contamination increased. This powder was pressed and sintered at 915°C. XRD analysis showed that it has high cristobalite crystallisation with low amounts of spinel and albite. High cristobalite formation was also confirmed by FTIR analysis. The obtained sample has high porosity (45.98%) and uniformly distributed large pore sizes (1.34 μm). This type of purified powders is considered to have a potential in the production of porous ceramic materials.
Benzer Tezler
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Manifacture of macroporous calcium hydroxyapatite (HA) and tri calcium phosphate (TCP) bioceramics
Makro gözenekli kalsiyum hidroksiapatit (HA) ve TRİ-kalcium fosfat (TCP) biyoseramiklerinin üretimi
NEDİM ÖZGÜR ENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. CÜNEYT TAŞ
- Development and characterization of PMMA based porous materials used for high pressure casting of sanitaryware ceramics
Seramiklerin yüksek basınçlı üretiminde kullanılan PMMA esaslı gözenekliplastik malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
YELDA ERGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN TANOĞLU
- Seramiklerin pyroplastik davranışının modellenmesi
Modeling of the pyroplastic behavior of ceramics
ULUĞ KERİM YÜCEL
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YILDIZ
- Demre-Myra Aziz Nikolaos Kilisesi kazılarında (1989-2000) ortaya çıkarılan Bizans Dönemi sırsız seramikleri
Byzantine age unglazed ware which are found in Demre-Myra Saint Nicholas Church excavation (1989-2000)
AYŞE ÇAYLAK TÜRKER