Theses supervised by Prof. Dr. Ferhat Kara
15 theses · Anadolu University, Eskişehir Technical Üniversity
Engopsuz sırlı granit üretimi için sır kompozisyonları geliştirilmesi
Seramik karolarda sırlar sağladığı fiziksel avantajların yanı sıra ürünün estetik unsurlarını belirleyen temel malzemelerdir. Engop ise bünye ve sır arasına uygulanan, bünyeden gelen rengi örterek, yüzeyi dekorlama işlemi için uygun hale getiren beyaz ara malzemelerdir. İnk-jet yazıcı ile yapılan dekorlama işlemi ürünün özelliklerine göre sırlama öncesi veya sonrasında da yapılabilir. Engop ve sır uygulamalarının arasında dekorlamanın yapıldığı üretimlerde transparan sır kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı engop kullanılmasını gerektirmeyecek yüksek örtücülükte, değişken parlaklıklarda, dekorlama öncesinde uygulanacak sır kompozisyonlarının geliştirilmesidir. Bu sayede üretimde iki ayrı uygulama yerine tek bir uygulama yapılarak daha yalın bir üretim yapılabilecektir. Bu amaç doğrultusunda Anortit - Zirkon - Kuvars - Camsı faz ve Diopsit – Zirkon – Camsı faz içeren kompozisyonlarda fazların miktarı ile termal genleşme, yüzey özellikleri, mikroyapı ve yüzey morfolojisi ilişkileri incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda her iki sistemde de kullanılan engop ile kıyaslandığında daha örtücü kompozisyonlar geliştirilmiş, sistemlerin parlaklık ve termal genleşmelerinin kontrolü için yapılabilecek değişikler belirlenmiştir. Çalışmalar sonrasında seçilen parlaklıklardaki kompozisyonlarda endüstriyel denemeler yapılmıştır. Bu denemelerde diopsit içerikli kompozisyonlarda renk kaybı gözlemlenmiştir. Denemelerin yüzey aşınma dayanımı, lekelenme ve asit - baz dayanımları standartları karşılamaktadır. Anahtar Sözcükler: Sır, engop, anortit, diopsit, yüzey morfolojisi.
Si3n4 seramiklerin ıslak metotlarla şekillendirilmesi
Kompleks şekilli seramik parçaların üretimi birçok teknoloji alanında ham bünyenin işlenmesi ile gerçekleştirilebilir. Bu durum yüksek işleme maliyetine neden olur. Bu nedenle, çamura dayalı direkt koagülasyonla döküm (DCC), eklemeli imalat gibi yeni teknikler geliştirilmiştir. Bu metotlar kullanılarak, işlemeye gerek kalmadan ya da çok az işleme ile üretim gerçekleştirilebilir. Bu tez çalışmasında, DCC ve robot döküm (RD) yöntemleri kullanılarak, yüksek performanslı kompleks şekilli Si3N4 seramik parçaların üretimi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, DCC yöntemi ile şekillendirme için, Vesta tozu (P95H, hac. %50) ve Ube tozu (SN-E10, hac. % 42) ile uygun akışkanlığa sahip çalışılabilir çamurlar hazırlanmıştır. Bu çamurlar hac. %2 gliserol diasetat ile koagüle edilerek şekillendirilen seramik parçaların yoğunluk, mikroyapı ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. DCC prosesinde, mikroyapıda hava kabarcığı kalıntısı olma ihtimali olup, güvenilir mekanik özelliklere sahip ürün eldesi için soğuk izostatik preslemenin gerekli olduğu bulunmuştur. RD yöntemi ile şekillendirmede, hac. %50 katı oranı ve ağ.%1 polietilenimin (MA: 25 000 gr/mol) ile hazırlanan kararlı haldeki çamurların akma noktaları, floküle edici amonyum poliakrilat kullanılarak incelenmiştir. 90-175 Pa akma noktası aralığına sahip çamurların başarılı bir şekilde yazdırılabildiği gözlenmiştir. Sinterlenmiş bünyelerin kesitleri incelendiğinde, parçaların tabakaları arasındaki yapışmanın oldukça iyi olduğu ve RD ile yazılan ürünlerin yoğunluklarının %99 üzerinde olduğu bulunmuştur. DCC ve robot döküm yöntemlerinin, kompleks şekilli özel seramik parçaların üretimi için kullanılabilecekleri ortaya koyulmuştur.
Kızılötesi (IR) ışınları yansıtma özelliğine sahip seramik kaplamaların geliştirilmesi
Şehirlerde artan nüfus ve buna bağlı olarak artan yapılaşma sonucunda ortalama sıcaklık değerlerinin kırsal alanlara göre daha yüksek hale gelmesi Kentsel Isı Adası (UHI) etkisi ile açıklanmaktadır. Bu etkiyi azaltmak için binaların çatıları ve cepheleri ile kaldırım gibi alanlarda yüksek güneş yansıması değerine sahip serin malzemelerin kullanımı araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, mimari projelerde dış cephe kaplama elemanı olarak tercih edilen koyu renkli (siyah, kahve, gri, kızıl gibi) seramik yüzeylerin toplam güneş (TSR) ve yakın kızıl ötesi (NIR) yansıması ile buna bağlı olarak güneş yansıma indeksinin (SRI) de artırılması ile yüzey sıcaklığında azalmaya sebep olacak bir uygulama tasarımları geliştirilmiştir. İki farklı model ile hazırlanan numunelerin yansıma performansı ile ısıl salınımı (thermal emissivity) ölçülmüş ve SRI değerleri hesaplanmış, bir duvar kesiti simulasyon programı ile numunelerin yüzey sıcaklıkları modellenerek gerçek ortam koşullarında ölçülen sıcaklıklar ile karşılaştırması yapılmıştır. Sonuç olarak geliştirilen yüzeylerin yansıma performansı incelendiğinde standart renklere göre TSR, NIR ve SRI değerleri sırasıyla kahve renk için %92, %116 , %179, siyah renk için %55, %58, %117 ve koyu gri renk için %37, %40, %51 oranında iyileştirilmiştir. Gerçek ortam şartlarında yapılan ölçümler sonucunda yüzey sıcaklıklarında standart renklere göre kahve yüzey için 3 °C, siyah yüzey için 2,4 °C ve koyu gri renkli yüzey için 3 °C'lik azalma elde edilmiştir. Simulasyon çalışması ile bina cephesinde NIR yansıtan yüzeyler kullanıldığında ısı akışında 2 BTU ve bina içi sıcaklığında 0,7 ile 1 °C'lik bir azalma görüleceği modellenmiştir.
Bazı oksit ilavelerinin jeopolimerlerin termal davranışları üzerindeki etkileri
Seramik karolarda kullanılan sırlar ürünleri hem dış etkilerden korumanın yanında görsel açıdan da zenginleştirerek istenilen renk ve dokuları oluşturmamızı sağlar. Kullanılan reçetelere göre sırlar farklı özelliklere sahip olup farklı performans değerlerine sahiptir. Bu özellikler mat, parlak, opak gibi görsel özellik ve emniyet sağlayan kaymazlık özellikleri de gösterebilir. Yeni geliştirilen sırlar sentez amorf alkali silikat esaslı malzemelerden de üretilebilmektedir ve bu yeni gelişme hem üretim kolaylığı hem de ürün iyileştirmeleri açısından büyük önem arz etmektedir. Görsel açıdan zenginleştirmek için kullanılan sırlarda pişme sonrasında bazı durumlarda sır ve pigmentler arasındaki etkileşim sonucu tahmin edilemeyen veya istenmeyen renkler oluşabilmektedir. Bu istenmeyen durum hem kalite kayıplarına hem de ekonomik kayıplara mal olabilmektedir. İstenmeyen renklere karşı daha fazla boya oksit kullanımına yol açarak bu durumlar düzeltilebilir. Bu çalışmanın amacı ürünlerin performansını etkilemeden istenilen veya istenmeyen renk oluşumlarını pigment-sır etkileşimleri bakımından ele alınarak incelemek ve uygun kompozisyonlar hazırlayarak yapı, özellik, performans kriterlerine uygun olan amorf alkali silikat esaslı malzemelere çeşitli oksit ilaveleri yaparak termal davranışlarını bozmadan, mat yüzey özelliklerini kristal yerine morfolojiden sağlayan mat sırlar eldesidir. Çalışmalarda kullanılan farklı mol oranlarında olan amorf alkali silikat malzemelere çinko oksit, kalsiyum oksit ilaveleri yapılarak istenilen renk uzayları elde edilmiştir. Elde edilen renk uzaylarına sahip yüzeyler standart olarak kullanılan sırlardan mat bir yüzey oluşturmuştur. Oluşan yüzeylerin matlıkları kristal oluşumundan ziyade morfolojiden sağlanmıştır. Bunun yanı sıra sırların kullanılabilirliği için TS EN 10545 standartlarına uygun kimyasallara dayanım ve lekelenme dayanımı testlerini geçmiştir. Elde edilen sırlar renk değişimlerinin yanında kayma direnci özelliğini de sahip olduğu görülmüştür.
Direkt mürekkep yazımı için silisyum karbür mürekkep geliştirilmesi
Teknolojik ve endüstriyel gelişmeler aynı anda birçok özelliği bünyesinde barındıran üstün performanslı malzemelere ve yeni üretim yöntemlerine duyulan ihtiyacı arttırmaktadır. Eklemeli imalat yöntemleriyle üretilen ileri teknoloji seramik malzemeler bu ihtiyacı karşılayabilecek potansiyele sahiptir. Silisyum karbür sahip olduğu düşük yoğunluk, yüksek sertlik, tokluk, aşınma direnci gibi özellikleri sayesinde birçok alanda kullanılsa da geleneksel üretim yöntemleri bu malzemenin kullanım alanlarını daraltmaktadır. Eklemeli imalat yöntemleriyle üretilen silisyum karbür malzemesi bu kısıtlamaları ortadan kaldırabilecektir. Bu tez çalışmasında eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan direkt mürekkep ile yazma metoduyla üretime uygun silisyum karbür mürekkeplerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, farklı katı oranlarında akma noktalı silisyum karbür mürekkepleri geliştirilmiştir. Mürekkeplerin reolojik karakterizasyonları yapılmış ve 150-300 Pa akma değerlerine sahip hacimce %51-53 katı oranındaki mürekkepler başarılı bir şekilde yazılmıştır. Mürekkeplerin yazım sonrasında kendi ağırlığını taşıyabilme, yığılma, katmanların ve filamentlerin birbirlerine kaynaşma davranışları incelenerek optimum yazma parametreleri belirlenmiştir. 3 boyutlu yazıcı ile üretilen parçalar kurutulup sinterlenerek mikroyapı, yoğunluk özellikleri incelenmiştir. Silisyum karbür mürekkeplerinin direkt mürekkep ile yazma metoduyla üretilebildiği ortaya konulmuştur.
Gümüş katkılı jeopolimer geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında uygun kompozisyonlarda sentezlenen jeopolimerlere iyon değiştirme yoluyla %5 ve %10 oranında gümüş, sodyumla yer değiştirmek suretiyle katkılandırılmıştır. Gümüş iyonlarının jeopolimer matris içerisinde gümüş nanopartiküllere dönüştürülmesi hedeflenmiştir. Gümüş ile katkılandırılmış jeopolimerlere farklı sıcaklık ve oksitlemeyi engelleyici oranlarda karbon ilave edilerek, redüktif bir ortamda kalsinasyon işlemleri uygulanmış ve ideal koşullar araştırılmıştır.Elde edilen toz, seramik kaplama malzemelerine uygulanarak antibakteriyel özellik kazandırılmıştır. Hazırlanan tozların minerolojik olarak incelenmesi için X-ışını Floresans Spektrometresi, kalsinasyon çalışmalarında elde edilen gümüşün miktarının hesaplanması amacıyla X-ışını Difraktometresi ve morfolojik analizler için Taramalı Elektron Mikroskobu kullanılmıştır. Sentezlenen gümüş katkılı jeopolimerlere, sır yüzeyine uygulama ve pişirim sonrası antibakteriyel testler yapılmıştır.
Silisyum tozundan α/β sialon seramiklerin üretimi
SiAlON seramikler ileri teknoloji uygulamaları içerisinde, sahip oldukları üstün mekanik ve termal özellikleri ile tercih edilen malzemelerdir. Üstün özellikleri ile ön planda olmalarına rağmen kullanım oranlarının düşük olması üretim maliyetlerinin çok yüksek olmasıdır. Bu doktora tez çalışmasının amacı, α/β-SiAlON seramiklerinin özelliklerini kaybetmeden en ekonomik sentez yöntemi olan direkt nitrürleme ile üretimlerinin gerçekleştirilmesidir. Üretim sürecinde metalik Si tozu ve farklı oksit ilaveleri (Yb, Y/Sm ve Ce) ile hazırlanan peletlerin reaksiyon bağlama tekniği ile atmosfer kontrollü tüp fırında nitrürleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda kullanılan silisyum tozunun tane boyut dağılımı ve karışımdaki Si/Si3N4 ilave oranı, nitrürleme sıcaklığının, bekleme süresinin etkisi kullanılan her ilave oksit sistemi için ayrı ayrı incelenmiştir. Nitrürleme işlemleri sonrasında bünyelerde karakterizasyon çalışmaları yapılarak mikroyapı değişimleri incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda, metalik silisyum tozu kullanılarak (yeterince hızlı nitrürleme koşullarında) SiAlON seramiklerin üretimlerinin mümkün olduğu tespit edilmiştir. Üretim sürecinde en etken parametrenin karışımlarda kullanılan ilave oksit cinsi olduğu aynı zamanda karışımda kullanılan Si/Si3N4 toz oranı ve kesit kalınlığının diğer etken parametreler olduğu belirlenmiştir. Kompozisyonlarda kullanılan her oksit sistemi için nitrürleme rejiminin (sıcaklık ve bekleme süresi) değişken olduğu belirlenmiş ilave oksit cinsine göre işlem parametrelerinin oluşturulması gerektiği tespit edilmiştir.
Süperalaşımların talaşlı imalatı için sialon seramiklerinin geliştirilmesi ve kesme performanslarının belirlenmesi
Nikel esaslı süper alaşımların torna uygulamalarında, Al2O3-SiCw kesici uçlar yaygın miktarda kullanılmakta ve diğer seramik kesici uçlara göre daha iyi bir performans sergilemektedir. SiAlON seramikleri, özellikle β-SiAlON'lar, süper alaşımların işlenmesinde kullanılmasına karşın, insan sağlığına zararlı ve üretim maliyeti yüksek olan Al2O3-SiCw ile rekabet edebilmesi için performanslarını daha da arttırmak gerekmektedir. Bu tezin amacı, süper alaşımların işlenmesine yönelik, kimyasal dayanımı daha yüksek olan ve buna bağlı olarak daha yüksek kesme hızlarında ya da uzun kesme sürelerinde çalışabilecek, üretim maliyeti Al2O3-SiCw'a kıyasla daha düşük olan SiAlON bir kesici uç geliştirmektir. Bu çalışmada, Inconel 718'in torna uygulamaları için, La2O3, Nd2O3, Sm2O3, Y2O3 ve bunların kombinasyonları halinde, çeşitli sinterleme katkıları kullanılarak β-SiAlON/12H politip kompozitlerin üretilebilirliği incelenmiştir. Araştırma sonucunda, La2O3-Y2O3 ikili dopant, Nd2O3 veya Sm2O3 tekli dopant olarak kullanıldığında, uygun miktarda 12H faz miktarına sahip, tam yoğunlukta β-SiAlON/12H kompozitleri üretilebilmiştir. β-SiAlON/12H kesici uçlar, ticari β-SiAlON'a göre önemli miktarda daha az yan aşınma göstermekte ve Inconel 718 torna işlemlerinde yaygın olarak kullanılan Al2O3-SiCw ile de oldukça benzer aşınma göstermektedir. Farklı dopantlar kullanılarak elde edilen β-SiAlON/12H kesici takımların arasında kesme performansı olarak belirgin bir fark gözlenmemiştir.
Yer karosu sırlarında sır kompozisyonu-dijital renk etkileşimleri ilişkisi
Dünyada teknolojinin hızla ilerlemesi, birçok sektörde olduğu gibi seramik endüstrisinde de önemli değişimlere yol açmış ve dekorlama yöntemi olarak dijital ink jet baskı teknolojisi yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Bu yöntemde yaşanan en büyük problem kullanılan mürekkeplerin işletme şartlarındaki değişimlerden üretimdeki diğer bileşenlere göre daha fazla etkilenmesidir. Bu çalışmada, ticari bir seramik yer karosu opak sır kompozisyonu standart olarak belirlenerek, farklı oksit bileşimlere sahip opak sır kompozisyonları geliştirilmiş ve bu kompozisyonların renk, kristal yapı değişimleri ve sıcaklık karşısındaki davranışları incelenmiştir. Araştırma sonuçları, renk tonları üzerinde oksit bileşiklerin ve kristal yapıların doğrudan etkili olduğunu göstermektedir. Kahve renk gelişimi incelendiğinde opak sır sisteminde CaO ve ZnO bulunması rengin a* değerini ve şiddetini artırmıştır. Mavi renk gelişimi incelendiğinde en şiddetli mavi tonu CaO ve BaO içeren sırlarda elde edilmiştir, kuvars kristal şiddetinin düştüğü tüm kompozisyonlarda a* değeri artmış, b* değeri düşmüştür. Sarı renk gelişiminde kuvars kristal şiddetinin azalması ve ZnO'nun varlığı, b* değerini artırarak sarılığı güçlendirmiştir. Pembe renk tonları, CaO miktarının artmasıyla daha belirgin hale gelirken, MgO ve ZnO'nun varlığı pembe renk şiddetini düşürmüştür. Siyah renk gelişimi incelendiğinde opak sır kompozisyonunda CaO miktarının artışı ile kobalt alüminyum krom demir oksit kristalinin şiddeti ve siyahlık artmıştır. Siyah pigment ile hazırlanan peletlerde diğer renklerden farklı olarak, sıcaklık karşısındaki davranışı daha az refrakter olan kompozisyonlarda pigmentteki krom ve demir kaynamaya neden olmuştur.
Porselen karo bünyelerinde sinterleme hızı-kompozisyon ilişkileri
Bu tezde, porselen karoların sinterleme sıcaklıklarının düşürülmesi ve/veya pişirim sürelerinin azaltılması amacıyla porselen karo bünyelerinde kompozisyon - sinterleme davranışı ilişkileri araştırılmıştır. Ayrıca farklı tane boyut ve dağılımının sinterleme davranışı ve nihai ürün özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Toprak Seramik karo fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, standart porselen karo bünyesinin camsı faz kompozisyonu referans alınmış ve yeni camsı faz kompozisyonları Seger formulü kullanılarak hazırlanmıştır. Camsı fazların ısıl davranışları ısı mikroskobu ile incelenmiş ve düşük yumuşama sıcaklığına ve viskoziteye sahip olan camsı faz kompozisyonları belirlenmiştir. Buna göre camsı faz kompozisyonlarında azalan MgO/CaO oranı ile özellikle Na2O/Li2O oranı ve artan toplam alkali miktarı ile camsı fazların yumuşama sıcaklıkları ve viskozitelerinin belirgin şekilde düştüğü belirlenmiştir. Yeni porselen karo bünye reçeteleri bu camsı faz kompozisyonları üzerinden oluşturulmuştur. Sonuçlara göre, porselen karoların pişirim sıcaklıklarının 1185 ? C ve pişirim sürelerinin 35 dakikaya kadar düşürülmesi mümkün olmuştur. Bünyelere yapılan az miktarda Li2O ilavesi ve artan toplam alkali miktarı sinterlenme sırasında gelişen camsı fazın viskozitesini düşürerek bünyelerin sinterleme hızını arttırmıştır. Özelikle yapılan Li2O ilavesi camsı fazın viskozitesini belirgin şekilde düşürerek müllit kristaller miktarını artırmış ve kristallerin iğnesel şekilde oluşmasını sağlamıştır. Böylece porselen karo bünyelerinin teknik özellikleri artmış ve camsı fazın düşük viskozitesine rağmen bünyelerin deformasyonunda iyileşme sağlanmıştır. Bünye kompozisyonlarında CaO'in varlığı bünyelerde küresel anortit kristallerinin gelişmesini sağlamıştır. Camsı faz yapısına giremeyen CaO, camsı fazın viskozitesi üzerinde etkili olamadığından azalan MgO/CaO oranı ile bünyelerin sinterlenmesi zorlaşmıştır. Ayrıca geliştirilen bünyelerin kalıntı kuvars miktarları standart bünyeninkine göre azaldığı için bünyelerin ısıl genleşme katsayısı değerleri düşmüştür. Son olarak geliştirilen reçeteler üzerinde yapılan öğütme çalışmaları, daha kısa öğütme sürelerinde, daha yüksek elek bakiyelerde çalışılarak bünyelerin sinterlenmesinin mümkün olduğunu göstermiştir.
SiAlON seramiklerinin karbon fiber takviyeli polimer kompozit malzemelerin delme operasyonlarındaki performansları
Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) kompozitler yüksek spesifik mukavemet ve mükemmel yorulma dirençleri ile havacılık endüstrisindeki kullanımı düzenli olarak artan malzemelerdir. Kompozit malzeme içerisinde farklı yönlerde konumlandırılmış fiberlerin aşındırıcı karakterleri bu malzemeleri işlenmesi güç hale getirmektedir. Bu nedenle, CFRP kompozit malzemelerin işlenmesinde kullanılabilecek, yüksek aşınma dayanımına sahip yeni malzemelere olan ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doktora tezi çalışmasında sahip oldukları üstün mekanik, kimyasal ve ısıl özellikler ile pek çok aşınma uygulamasında kullanılan SiAlON esaslı malzemelerin CFRP kompozitlerin delme sürecindeki performanslarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda matkap ucu geometrik özelliklerinin ve işleme koşullarının (kesme hızı, v ve ilerleme hızı, f) sürece olan etkilerinin yanı sıra, farklı SiAlON matkap uçlarının aşınma davranışları ve malzeme özellikleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Sonuç olarak, delme sürecinin başlangıcında mikro-pullanma aşınma mekanizmasının geçerli olduğu bulunmuştur. Kesici malzemenin kırılma tokluğu bu süreçte aşınmayı kontrol ederken, ilerleyen delme sürecinde baskın hale gelen abrasif aşınmada kesici malzeme sertliği etken olmaktadır.
Seramik yüzeylerinde mikromorfoloji oluşturulması
Bu tezde, seramik yüzeylerde süperhidrofobik yüzey özelliğinin eldeedilmesi amaçlanmıştır. Su damlasının üzerinde 1500'den büyük açı yaptığıyüzeyler süperhirofobik yüzeyler olarak adlandırılır. Böyle bir yüzeyinsüperhidrofobik özellik gösterebilmesi için hem üzerinde mikrometremertebesinde pürüzlülük hem de doğal olarak hidrofobik olan malzemeden imaledilmiş olması gerekir. Bu nedenle sırlı karo yüzeyinde uçucu organik maddelerkullanılarak mikro mertebede bir pürüzlülük oluşturulmuştur. Yüzeylerinmorfolojik gelişimi taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Düzenlimorfolojiye sahip yüzeyler organik bir kaplama malzemesiyle kaplanmıştır.Temas açısı gonyometresi kullanılarak kaplanmış morfolojik yüzey, düz yüzey vekaplanmış düz yüzey numunelerin temas açıları ölçülüp, kıyaslanmıştır. Uygunmorfolojiye sahip yüzeylerin teorik yüzey pürüzlülük faktörleri hesaplanmıştır.Tezde elde edilen yüzeylerde, pürüzlülük faktörleri ile temas açıları arasında birilgileşim olmadığı görülmüştür. Ancak, oluşturulan morfolojilerin temas açısını100o'den 130o civarına çıkardığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Kolay Temizlenebilir Yüzeyler, Süperhidrofobik, Seramik,Nilüfer Çiçeği
Homojen çöktürme yöntemi ile alümina üretimi
Bu çalışmada alüminyum sülfat tuzundan homojen çöktürmeyöntemi ile üre kullanılarak mikronaltı boyuta sahip alümina tozununüretilebilirliği araştırılmıştır.Sırasıyla alüminyum sülfat ve üre su içinde çözündürüldüktensonra 85 ve 92 oC'ye çıkılarak çökme işleminin tamamlanması için 3 saatbeklenmiştir. Oda sıcaklığında yapılan homojen çöktürme işlemindeenzim üreaz ilavesi yapılmış ve çökme işleminin tamamlanması için 24saat beklenmiştir.Elde edilen tozların Taramalı Elektron Mikroskobu ile fotoğraflarıçekilmiş, 1200 oC'de kalsine edilmiştir. Kalsine edilen tozların fotoğraflarıçekilmiş, DTA, TG, XRD ve dilatometre analizleri yapılmıştır.85 ve 92 oC'de çökelek oluşmuş, fakat tozların aglomera olduğugözlenmiştir. Oda sıcaklığında enzim üreaz ile hazırlanan çözeltilerdenelde edilen tozların mikronaltı boyuta sahip, küresel yapıda, dar partikülboyut dağılımlı ve yumuşak aglomereler içerdiği görülmüştür. Dilatometreanalizleri kıyaslandığında da doğal olarak oda sıcaklığında elde edilentozların daha iyi sinterlendiği gözlenmiştir.Sonuç olarak üretilen alümina tozunun kalitesinin üretim yönteminedirekt olarak bağlı olduğu ve oda sıcaklığında enzim üreaz ile yapılanhomojen çöktürme yönteminin 85 ve 92 oC'de elde edilen tozlara göreavantajları açıkça görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Alümina, Üre, Üreaz Enzimi, Partikül, HomojenÇöktürmei
Sağlık gereçlerinde kompozisyon değişimlerinin sinterleme üzerine etkileri
Bu tezde, standart bir reçete ve bakiye üzerinden gerçekleştirilen çalışmalarla, camsı faz kompozisyonu ve tane boyutunun sinterleme sıcaklığı ve deformasyon üzerine etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, sinterleme sıcaklığının düşürülebilmesi için optimum bir Na2O/K2O oranının olduğu belirlenmiştir. Toprak alkalilerin (CaO ve MgO) ilavesiyle sinterleme sıcaklığı ve deformasyon oranında bir miktar düşüş elde edildiği, ancak ince tane boyutuna sahip hammaddeler kullanıldığında bu düşüşlerin daha keskin olduğu saptanmıştır. 1250 OC olan sinterleme sıcaklığı, Li (Lityum) ilavesiyle 1120 OC'ye kadar düşürülebilmiştir. Lityum, nefelin siyenit ve talk kombinasyonu ile açık literatürde belirtilen sağlık gereçleri pişiriminde en düşük sinterleme sıcaklığı olan 1100 OC'de sinterleme sağlanmıştır. Standart üründen % 50 oranında daha az deforme olan reçeteler geliştirilerek daha ince kesit ürünlerin üretilebilmesi avantajı gündeme gelmiştir. Sağlık gereçleri üretiminde sinterleme sıcaklığında sağlanan 100 OC' lik bir düşüş ile % 30 enerji tasarrufu sağlanacağı öngörülmektedir. Enerji yoğun bir sektör olan seramik sağlık gereçleri üretiminde hem yoğunluğun karşılanabilmesi, hem de uluslararası ticarette önemli bir girdi olan enerji tüketiminin azaltılması amacıyla, enerji odaklı projelerin gerçekleştirilmesi büyük bir öneme sahiptir.
Mullit refrakterlerde bağlayıcı fazın optimizasyonu
Bu doktora tezi kapsamında, mullit refrakterlerde bağlayıcı fazdayapılan optimizasyon çalışmasının refrakterlik özelliklerine olan etkileriincelenmiştir. Numune üretiminde farklı 2 tip taşıyıcı tane (sinter ve eriyikmullit) ve farklı 2 tip bağlayıcı matris (kuvars/alumina ve kaolin/alumina)kompozisyonu kullanılmıştır. Her iki bağlayıcı matris kompozisyonuna farklıoranlarda ZrSiO4 ilavesi yapılarak 12 ayrı refrakter numune grubuüretilmiştir. Üretilen refrakter numunelerin mekanik, termal ve kimyasalzorlamalar karşısında gösterdiği davranışlar standart test yöntemleri iledeğerlendirilmiştir. Bağlayıcı matris için kullanılan hammaddeler arasındasaflık, mineralojik yapı, reaksiyon yeteneği ve sinterlenme aktivitesitemelinde yapılan seçimler sonunda, bağlayıcı matrise yapılan ZrSiO4 ilavesiile mullit refrakterlerin mukavemet, sürünme ve korozyon davranışındaönemli iyileşmeler, buna karşın termal şok dayanımında azalmalar olduğugözlemlenmiştir. Bağlayıcı matrise yapılan ZrSiO4 ilavesi ile refrakterlerinsinterlenme aktivitesinin arttığı ve buna bağlı olarak artan yoğunlaşmaetkisinin refrakterlik özelliklerinde meydana gelen değişimlerde en önemlirolü üstlendiği sonucuna varılmıştır. Farklı tip taşıyıcı tane ve farklı türbağlayıcı matris ile üretilmiş refrakter numunelerin özellikleri sunularak,geniş bir aralıkta değişen özellikler refrakter kulanım açısındantartışılmıştır.Anahtar kelimeler: Refrakterler, mullit, bağlayıcı matris, optimizasyon,zirkon.i