Prof. Dr. Onuralp Yücel danışmanlığındaki tezler
12 tez · İstanbul Technical University
Kalsine dolomit redüksiyonunda geri dönüşüm ürünü alüminyum kullanımının etkisi
Magnezyum metal üretimi için bugüne kadar birçok yöntem geliştirilmekle birlikte günümüzün hakim teknolojisi, vakumda metalotermik yöntem ile üretimdir. Redükleyici olarak ferrosilisyumun kullanıldığı bu yötem halen tekno-ekonomik olarak geliştirilmeye açıktır. Bu çalışmada redükleyici maddeye alternatif olarak alüminyum seçilmiştir. Alüminyum tüketiminin de hızla artması, üretim artıklarının da (cüruf) çoğalmasına yol açmaktadır. Alüminyum cüruflarının değerlendirilmesi konusu da günümüzün enerji verimliliği ve çevrenin korunması açısından çok öenm kazanmıştır. Alüminyum cüruflarının zenginleştirilmesi ile elde edilen metalik alüminyumca zengin (%53,50 Al) bu malzemeler redükleyici olarak kullanılarak kalsine dolomitten (%38,97 MgO) magnezyum üretimine etki eden parametreler araştırılmıştır. Termodinamik incelemeler ve stokiometrik hesaplamalar sonrası belirlenmiş karışımlar 1200 - 1300˚C'da 1-6 saat aralığındaki redüksiyon sürelerinde redüklenmiş, redüksiyon ürünü kalıntıdaki magnezyum içeriği ölçülmüş ve bu değerler kullanılarak magnezyum redüksiyon verimleri hesaplanmıştır. Cüruftan üretilmiş metalik alüminyum değeri %53,50 olan zenginleştirilmiş ürün, kalsine dolomit redüksiyon stokiometrisine uygun olarak redükleyici madde olarak kullanılmış, sıcaklık ve süre gibi parametreler optimize edilmiştir. %100 stokiometri Al ilavesi 1300˚C, 6 saat süreyle 1 mbar vakum ortamında gerçekleştirilen redüksiyon işlemiyle redüksiyon sonrası kalıntıda magnezyum içeriği %9,93'e kadar azalmıştır. Bu şartlarda magnezyum redüksiyon verimi %63,22 olarak gerçekleşmiştir. Stokiometrik alüminyum ilave miktarının %150 olarak kullanıldığı 1300˚C'de 6 saat süreyle yapılan deneyde kalıntıdaki Mg içeriği %5,31'e azalmış redüksiyon verimi ise %80,81 olarak hesaplanmıştır. Benzer şartlarda CaF2 ilavesi ile 240 dakika süre ile yapılan deneyler sonucunda ise redüksiyon verimi %90,87 ye kadar artırılabilmiştir. Bu durum alüminyum endüstri atığı cüruftan elde edile metalik alüminyumca zengin ürünün yüksek verimle magnezyum üretiminde kullanılabileceğini göstermiştir.
Metalotermik redüksiyon ile molibden disilisit bileşimlerinin üretilmesi
Bu yüksek lisans tez çalışması çerçevesinde Molibden disilisit alaşımlarının geleneksel üretim yöntemleri dışında metalotermik redüksiyon yöntemi kullanırak üretilmesi amaçlanmıştır. Böylece geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla daha kısa sürede çok daha basit üretim prosesleriyle üretilmesine imkan sağlayacağı öngörülmüştür. Tez çalışması kapsamında hedeflenen nihai ürün bileşimine ulaşmak amacıyla ilk aşamada yanma sentezlerinden, kendinden ilerleyen yüksek sıcaklık yanma sentezi yöntemi (SHS) kullanılmıştır. Bu yöntemde hedeflenen nihai ürüne ulaşabilmek amacıyla oksit tozları ve redükleyici olarak seçilen metalin toz formunu içeren karışım stokiyometrik oranlarda hazırlanmıştır. Karışımın bir pota içerisine yerleştirilip tetiklenmesi ile aşırı ekzotermik reaksiyonun başlaması sağlanmıştır. Karışım üzerinde bir dalga şeklinde ilerleyen reaksiyon çok kısa sürede tamamlanmasıyla istenilen ürüne ulaşılmasına imkan vermektedir. Böylelikle klasik üretim yöntemlerinin uzun işlem süresi, maliyetli ekipman gereksinimleri ve çevresel zararları gibi dezavantajları elimine edilebilmektedir. Deneysel çalışmaların iİkinci aşamasında ise redüktant olarak kullanılan Alüminyumun yapıya geçip metal kazanım oranlarını düşürmesi sebebiyle daha az miktarlarda kullanılıp hacim yanma sentezi (VCS) yöntemiyle hedef bileşime ulaşılması amaçlanmıştır. Bu yöntemde de oksit tozları ve redükleyici metal tozları sitokiyometrik oranlarda hazırlanmıştır. Hazırlanan tozlar pota içerisine yerleştirilip 800 0C de 1 saat boyunca tav fırını içerisinde bekletilerek reaksiyonun gerçekleşmesi sağlanmıştır. Bu çalışmada Molibden disilisit alaşımlarının metalotermik yöntem ile üretimi gerçekleştirebilmek için çalışmalar yapılmıştır. Yapılan deneyler çerçevesinde reaksiyona giren toz miktarı ve oranları FactSage 6.4 termokimyasal simülasyon programı ile hesaplanmıştır. Bu sayede oksit bileşenler ve redükleyici metal istenilen kompozisyonda son ürüne ulaşmak amacıyla daha doğru olarak hazırlanabilmiştir. Reaksiyonun adyabatik sıcaklığı, redükleyici miktarının nihai ürüne etkisi ve stokiyometrik hesaplamalar simülasyon program ile hesaplanmıştır. Termodinamik hesaplamalar sonucunda Molibden disilist oluşumu için planlanan reaksiyonun 298 K'deki entalpi değeri (ΔH298) -372kJ olarak tespit edilmiştir. Adyabatik sıcaklık değeri ise 2423 oC olarak hesaplanmıştır ve bu değer reaksiyonun kontrollü olarak ilerleyebileceği sınır değerler aralığında olduğu görülmüştür. Bir diğer parametre olan spesifik ısı değeri (SI) hesaplamalar sonucunda 2293,6 J/g olarak tespit edilmiştir. Elde edilen termodinamik verilerden hareketle metalotermik uygulama şartları sağlandığı belirlenmiştir. Deneylerde molibdenli hammadde olarak molibden oksit (MoO3), tungstenli hammadde olarak tungsten oksit (WO3), silisyum kaynağı olarak metalik silis veya silisyum oksit (SiO2), redükleyi olarak ise Alüminyum (Al) kullanılmıştır. Gerçekleştirilen deneylerde her biri 150 gr olacak şekilde farklı sitokiyometrilerde şarjlar hazırlanmıştır. SHS deneylerinden reaksiyon öncesi seramik potalar 20 dakika boyunca 500 °C de ön ısıtmaya tabi tutulmuştur ve sonrasında tetikleyici ısıyı sağlamak amacıyla hazırlanan şarjlara akım verilerek reaksiyonların başlaması sağlanmıştır. VCS deneylerinde ise hazırlanan şarjlar pota içerisine yerleştirilmiştir ve tav fırını içerisinde 1 saat boyunca 800 0C de bekletilerek reaksiyonun başlaması sağlanmıştır. Bu çalışmalar ile ticari bileşime yakın Molinden disilisit bileşimleri elde edilmeye çalışılmıştır. SHS ve VCS uygulamaları sonucunda elde edilen ürünlere karakterizasyon çalışmaları amacıyla XRD analizleri uygulanmıştır.
Vakumda metalotermik yöntem ile kalsiyum redüksiyonuna etki eden parametrelerin incelenmesi
Kalsiyum toprak alkalileri grubundan olan metalik bir elementtir ve yeryüzünde en çok bulunan elementler arasında 5. sırada yer almaktadır. İsmi Latincede "kireç" anlamına gelmekte olan "calx" sözcüğünden türetilmiştir. İlk olarak 1808'de Lumphru Davy tarafından kalsiyum hidroksitten elektroliz yoluyla elde edilmiştir. Spesifik ağırlığı 1,55 g/cm³ ve ergime sıcaklığı 851°C'dir. Kaynama sıcaklığı ise 1440°C'dir. İnsan vücudunda makro yapı olarak bulunmaktadır ve elektrik iletkenliği açısından diğer metallere göre daha iyi özellik göstermektedir. Sertlik skalasında sodyum ve alüminyum arasında bulunur. Kalsiyum metali üretimi için birden çok yöntem uygulanmıştır. Metalik kalsiyum ilk defa eritilmiş kalsiyum klorürün elektrolizi yöntemi ile elde edilmiştir. Bu prosesde elektrolit kabı olarak porselen veya demir kaplar kullanılmaz bunun nedeni yüksek sıcaklıklarda yapılan bu proseste erimiş kalsiyum klorür bu tür kaplara tesir etmesidir. Bu nedenle genellikle grafitten yapılmış kaplar kullanılmaktadır. Diğer bir yöntemde ise eritilmiş kalsiyum iyodürü sodyum ile reaksiyona sokulmakta ve CaI2 + 2Na → Ca + 2NaI göre ayrılmış olan kalsiyum, sodyumun fazlasıyla alaşım yapar. Sonrasında kristallerden saf alkol ile sodyum uzaklaştırılarak kalsiyum metali elde edilir. Kalsiyum metali genellikle yüksek sıcaklıkta CaO'nun alüminyum metali ile indirgenmesi yoluyla elde edilir. Bu işlemi gerçekleştirmek için düşük basınç ve yüksek sıcaklık gerekmektedir. Bu şartlar sağlandıktan sonra kalsiyum metali vakum ortamında redüksiyon sonrasında diğer maddelerden ayrışıp saflaştırılır. Endüstriyel üretimde kalsiyum metali bikarbonat, eritilmiş kalsiyum klorür ve cevherin hidroklarit asit ile proses edilmesiyle elde edilir. Yapılan bu işleme elektroliz adı verilir. Elektroliz işleminde grafit kap anot olarak kullanılırken, erimiş kalsiyum klorüre batırılmış demir çubuk da katot görevini yapmaktadır. İşlem sonrasında ise metalik kalsiyum katot etrafında toplanır. Günümüzde metalik kalsiyum üretimi uygun kireç taşının hammadde olarak kullanıldığı prosesler ile üretilmektedir. Kireç taşı (CaCO3) kalsinasyon işlemi sonucunda CaO'e dönüştürülmekte ve bu kalsine vakumda alüminyum ile redüksiyona sokularak kalsiyum elde edilmektedir. Bu prosesde kalsinasyon işleminde açığa çıkan CO2 prosesin çevre ve enerji açısından sorgulanmasına yol açmaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında kalsiyum üretiminde çevreye olumsuz etkisi olan CO2 salınımına ve yüksek enerji tüketimine sebep olan kalsinasyon kademesini ortadan kaldırmak amacıyla pirometalurjik magnezyum redüksiyon atıkları hammadde olarak seçilmiştir. Bu atıklar %57,65 CaO içermekte olup vakumda metalotermik prosesle 1 ve 10 lt'lik retortlarda farklı ilave, süre ve sıcaklıklarda reaksiyona sokulmuş, bu değişkenlerin kalsiyum redüksiyon verimi ve nihai kalıntının bileşimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Redükleyici madde olarak seçilen alüminyumun redüksiyon davranışına etkisi önce termodinamik hesaplamalar daha sonra da deneysel çalışmalar ile ortaya koyulmuştur. Deneylerin ilk aşamasında Mg redüksiyon curufu, Al redüktan kullanılarak vakum ortamında 1 litrelik retort içerisinde redüklenmiştir. Deneyler 60 dk, 120 dk, 180 dk ve 240 dk'da 1200℃, 1250℃ ve 1300℃ sıcaklıklarda yapılmıştır. Mg redüksiyon curufundan metalik kalsiyum üretimi için en yüksek verim olan %72,2 için proses parametreleri olarak 1300℃'de %150 Al stokiyometri ilavesi ve 480 dk olarak belirlenen deney şartlarında elde edilmiştir. Yarı pilot çapta ise 10 litrelik retortlarda yapılan kalsiyum redüksiyon çalışmalarında metalik kalsiyumun taç olarak elde edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan deney sonucunda 1300℃, %150 Al stokiyometri ve 480 dk proses parametrelerinde metalik kalsiyum üretim verimi %61,3 olarak elde edilmiştir.
Yerli olivin cevherinden refrakter malzemeye uygun hammadde üretimi
Olivin, yer kabuğunda en fazla bulunan minerallerden biridir. Yer kabuğunda bu kadar fazla bulunmasına rağmen, olivin cevheri içerisindeki demir miktarı nedeni ile refrakter üretiminde hammadde olarak kullanılması tercih edilmez. Önceki çalışmalarda, hammadde olarak MgO ilavesinin, olivinin içerisindeki demirin magnezyoferrit olarak elde edilebilineceği gösterilmiştir. Bu çalışmada ilk olarak, refrakter malzemelerin tanımı yapıldıktan sonra, refrakter malzemelerin genel özellikleri ve sınıflandırılması açıklanmıştır. Daha sonra da refrakter malzemelerin üretim aşamaları anlatılmıştır. Bir sonraki bölümde, olivin cevherinin tanımı yapıldıktan sonra, olivinin kullanım alanları anlatılmıştır. Bölümün sonunda ise olivinden üretilen refrakter malzemelerin özellikleri belirtilmiştir. Dördüncü bölümde olivin cevherinin refrakter malzeme olarak kullanımı için yapılan deneyler açıklanmış ve sonuçlar gösterilmiştir. Son bölümde ise yapılan deneysel çalışmaların sonuçları irdelenmiş ve öneriler sunulmuştur.
Molibden konsantrelerinin döner fırında kavurma prosesinin optimizasyonu
Bu tez çalışmasının amacı yerli molibdenit (MoS2) konsantreleri kullanılarak katma değeri daha yüksek olan molibden trioksit (MoO3) üretimi ve ana empürite metali olan bakırın (Cu) giderilmesidir. Çalışma konusu kapsamında, molibdenit konsantrelerinden döner fırında kavurma ile molibden trioksit eldesi ve liç işlemiyle bakır giderimi yapılmıştır. Ayrıca WindowsTM tabanlı bir termokimyasal program olan FactSage vasıtasıyla termodinamik incelemeler yapılmıştır ve son işlem olarak karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Dünya genelinde 2015 yılında yaklaşık 235 bin ton molibden konsantresi üretilmiştir. Bu üretimin büyük çoğunluğu Çin'de, Şili'de ve A.B.D.'de gerçekleştirilmiştir. Çin'de 83 bin ton, Şili'de yaklaşık 52 bin ton ve A.B.D.'de ise yaklaşık 47 bin ton üretilmiştir. Türkiye'de ise 2011 yılında 400 ton olan üretim hacmi 2015 yılı itibariyle 900 tona yükselmiştir. Türkiye'de sadece molibdenit konsantresi üretimi gerçekleşmektedir, bunun dışında herhangi bir molibden üretimi henüz üretilmemektedir. Türkiye'de molibdenit konsantresinin üretimi Özdoğu İnşaat ve Ticaret A.Ş. iştiraki Kuzey Ege Bakır İşletmeleri tarafından yapılmaktadır. Bu konsantrenin cevheri; ağ. % 0,4 Cu ve ağ. % 0,05 Mo içeren tüvenan cevheridir. Bu cevher flotasyon ile zenginleştirilerek ağ. % 27 Cu ve ağ. % 52 Mo içeren iki ayrı konsantre üretilmektedir. Deneysel çalışmalarda Özdoğu İnşaat ve Ticaret A.Ş. iştiraki Kuzey Ege Bakır İşletmeleri tarafından gönderilen molibdenit konsantreleri kullanılmıştır. Deneylerin ilk kısmında molibdenit kosantreleri döner fırında çeşitli sıcaklıklarda ve hava koşullarında belirli süreler boyunca kavrulmuştur. Hava koşullarının ve sıcaklığın kavrulma üzerine etkisi zamana bağlı olarak incelenmiştir. Kavrulma sonucunda molibdenit konsantrelerinden, molibden trioksit üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmaların sonucunda artan sıcaklık ve süre ile kükürt konsantrasyonunun azaldığı gözlemlenmiştir ve yapılan deneyler sonucunda kükürt konsantrasyonu % 39'dan % 0,612'ye kadar düşürülmüştür. Deneylerin ikinci kısmında ise liç işlemleri uygulanarak ana empürite metali olan bakır giderimi hedeflenmiştir. Sülfürik asit çözeltisi ile yapılan deneylerde hidrojen peroksit ilavesinin etkisi incelenmiştir. Cu konsantrasyonu % 0,02'ye kadar düşürülmüştür. Liç işlemleriyle birlikte S içeriğinde de azalma gözlemlenmiştir ve S konsantrasyonu %0,06'ya kadar düşürülmüştür. Teknik kalite molibden trioksitte bulunması gereken maksimum S içeriği % 0,15, Cu içeriği ise % 0,1'dir. Üretilen molibden trioksitte bu empüriteler sınır değerlerinin altındadır. % 200 stokiyometrik hava üflenen deneylerde yapılan kinetik çalışma sonucunda işlemin aktivasyon enerjisinin yaklaşık olarak 80 kj olduğu hesaplanmıştır. Son işlem olan karakterizasyon çalışmalarında kimyasal analiz, XRD analizi ve AAS analizi yapılmıştır.
Metalotermik yöntem ile NiB master alaşımlarının üretimi
Bu yüksek lisans tez çalışması çerçevesinde NiB master alaşımlarının metalotermik redüksiyon proseslerinden kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS) yöntemi kullanılarak geleneksel üretim yöntemlerinden çok daha kısa sürede ve çok daha ekonomik olarak ve daha basit bir proses ile üreterek yüksek katma değer sağlayabilmektir. Hedeflenen nihai ürüne ulaşabilmek amacıyla oksit tozları ve redükleyici olarak seçilen metalin toz formunu içeren karışım stokiyometrik oranlarda hazırlandı. Karışımın bir pota içerisine yerleştirilip tetiklenmesi ile aşırı ekzotermik reaksiyonun başlaması sağlanmıştır. Karışım üzerinde bir dalga şeklinde ilerleyen reaksiyon çok kısa sürede tamamlanmasıyla istenilen ürüne ulaşılmasına imkan vermektedir. Böylelikle klasik üretim yöntemlerinin uzun işlem süresi, maliyetli ekipman gereksinimleri ve çevresel zararları gibi dezavantajları elimine edilebilmektedir.Bu çalışmada Ni85B15 ve benzeri bor içeren nikel alaşımlarının metalotermik yöntem ile üretimi gerçekleştirebilmek için çalışmalar yapılmıştır. Yapılan deneyler çerçevesinde reaksiyona giren toz miktarı ve oranları FactSage 6.4 termokimyasal simülasyon programı ile hesaplanmıştır. Bu sayede oksit bileşenler ve redükleyici metal istenilen kompozisyonda son ürüne ulaşmak amacıyla daha doğru olarak hazırlanabilmiştir. Reaksiyonun adyabatik sıcaklığı, redükleyici miktarının nihai ürüne etkisi ve stokiyometrik hesaplamalar simülasyon program ile hesaplanmıştır. Termodinamik hesaplamalar sonucunda NiB oluşumu için planlanan reaksiyonun 298 K'deki entalpi değeri (ΔH298) -372kJ olarak tespit edilmiştir. Adyabatik sıcaklık değeri ise 3380 oC olarak hesaplanmıştır ve bu değer reaksiyonun kontrollü olarak ilerleyebileceği sınır değerler aralığında olduğu görülmüştür. Bir diğer parametre olan spesifik ısı değeri (SI) hesaplamalar sonucunda 4018 J/g olarak tespit edilmiştir. Elde edilen termodinamik verilerden hareketle metalotermik uygulama şartları sağlandığı belirlenmiştir.Deneylerde nikelli hammadde olarak nikel oksit (NiO), bor kaynağı borik asitin 2 saat süreyle 500oC'de fırın içerisinde bekletilmesiyle elde edilen bor oksit (B2O3), redükleyici olarak alüminyum (Al), cüruflaştırıcı olarak ise fluşpat (CaF2) kullanılmıştır. Yapılan ilk grup denemelerde oda sıcaklığında bakır pota içerisinde gerçekleştirilen SHS çalışmalarında metal eldesi gerçekleşmemiştir. Bu sebeple ön ısıtma uygulaması denenmiş 500oC'de 20dk ısıtılan seramik potalarda yapılan çalışmalarda % 49,1 NiO, %22 B2O3, %28,9 Al ve %5 CaF2 ilavesi ile yapılan çalışmalarda metalotermik redüksiyon gerçekleşmiş ve metal-cüruf ayrımı gözlenmiştir. Bu koşullarda elde edilen ürünlerde ticari Ni15B bileşimine sahip alaşımı oluşturabilmek için çalışmalar yapılmıştır.SHS uygulamaları sonucunda elde edilen ürünlere karakterizasyon çalışmaları amacıyla XRD ve AAS analizleri uygulanmıştır.
Mg-Sr alaşımları üretimi amacıyla MgO, SrO sisteminin redüksiyon koşullarının incelenmesi
Mg sıkı paket hekzagonal kristal yapısına ve iki valans elektronuna sahip olan gümüşi gri bir metaldir. Magnezyumun erime noktası ve kaynama sıcaklığı sırasıyla 650 ± 2 ºC ve 1107 ±10 ºC'dir. Magnezyum metal üretiminde dolomit, manyezit, karnalit ya da deniz suyu gibi hammaddeler kullanılmaktadır. Üretim elektrolitik veya metalotermik yöntemlerle yapılmaktadır. Elektrolitik yöntemle kitle halinde üretim yapılabilmektedir ve halen Dow, Magnola, Dead Sea, AM, IG Farben üretim proseslerinde hammadde olarak MgO, deniz suyu, karnalit gibi hammaddeler klorlanarak elektroliz hücrelerinde magnezyum üretilmektedir. Bu yöntemlerin en büyük dezavantajları yüksek elektrik enerjisi tüketimi ve yüksek miktarda klor gazı açığa çıkmasıdır. Kalsine dolomitin hammadde, ferrosilisyumun redükleyici olarak kullanıldığı metalotermik yöntemler hem sabit retortlarda (Pidgeon Prosesi), hem de elektrik ark fırını destekli olarak (Magnetherm Prosesi) gerçekleştirilebilmektedir. Magnezyum yapısal metaller arasında en hafif olanıdır, bu nedenle ağırlığın kritik bir tasarım unsuru olduğu mühendislik uygulamaları için mükemmel bir seçimdir. Magnezyum, iyi bir ısıl dağılıma, darbe sönümlemesine ve kolaylıkla temin edilebilirliğe sahiptir. Magnezyumun özellikleri; kaynak, dövme, dökme veya makine yapmayı kolaylaştırır. Saf magnezyumun kullanımı, yüksek sıcaklıktaki mekanik özelliklerinde oluşan dalgalanmalar nedeniyle nadirdir ve nemli ortamlarda aşırı koroziftir. Bu nedenle, havacılık ve otomotiv parçaları tasarlarken magnezyum alaşımlarının kullanılması kritik öneme sahiptir Bu çalışmada vakum metalotermik yöntemle magnezyum üretimi yapılmıştır. Çalışma esnasında ilk olarak farklı indirgeyici ilavelerinin etkileri araştırılmış, kalsine dolomiti redüklemek için stokiyometrik FeSi, Si, Al ve CaC2 ilaveleri yapılmıştır. 1200°C'de gerçekleştirilen deney sonuçları incelendiğinde en yüksek verim 300 dk. Sonunda, % 96 ile ferrosilisyum ilaveli deneylerde belirlenmiştir. Artan proses süresinin ve Al'un, Si yerine indirgeyici olarak kullanılmasının, Mg verimi üzerinde pozitif bir etkisinin olduğunu deneyler sonucunda açıkca görülmüştür. En yüksek Mg verimi, Al kullanımı ile gerçekleştirilen deneyde % 88 ile gerçekleşmiştir. Proses süresi incelendiğinde en yüksek verimlerin 300 dakikalık deneylerde oluştuğu belirlenmiştir. Stronsiyum allotropik dönüşüm gösteren bir elementtir ve üç değişik kristal yapı gösterir; 215°C'nin altındaki sıcaklıklarda yüzey merkezli kübik (YMK) yapı gösteren stronsiyum, 215-605 °C aralığında sıkı paket hegzagonal (SPH) yapısına dönüşüm gösterir, 615°C'nin üzerindeki sıcaklıkta kafes yapısı kübik hacim merkezlidir (KHM). Stronsiyumun erime noktası ve kaynama sıcaklığı sırasıyla 768 ± 2 ºC ve 1377 ±10 ºC'dir Kalsine dolomitteki magnezyumoksit redüksiyon şartlarının farklı redükleyiciler için araştırılmasından sonra SrO redüksiyon şartları incelenmiştir. Bu deneylerde SrO aluminyum ile indirgenmiş, verim değerlerini arttırabilmek için karışımlara (BaO, CaO, CaC2) gibi bazı fonksiyonel ilaveler yapılmıştır. Deneysel çalışmaların ilk kısmında değişen zamanla, stokiyometrik SrO-Al karışımına % 100, % 200, % 300 stokiyometrik BaO ilaveleri yapılmış, % 300 stokiyometrik karışım 1250ºC'de, 4 saat sonunda % 96,89'luk bir Sr kazanım oranıyla en yüksek değeri vermiştir. CaO ilaveli deneylerde % 200 ve %300 stokiyometrik karışımlar hazırlanmış sıcaklık değişiminin etkileri incelenmiştir. Artan sıcaklık ile, Sr verim değerleri yükseliş göstermiştir. En yüksek Sr kazanım değeri % 76,43 ile % 300 stokiyometrik deneyde tespit edilmiştir. CaC2 ilaveli deneylerde sarja % 0,25 molden, 2 mole kadar % 0,25'lik artan değerlerle karpit ilavesinin etkisi incelenmiştir. Deneylerde sıcaklığın etkisi incelendiğinde Sr kazanım miktarının % 50 stokiyometrik deneyler için, 1100ºC'de elde edilen % 44'den, 1250°C'de % 74'e yükseldiği görülmüştür. Daha sonra pilot ölçekli deneylere geçilmiş, kalsine dolomitten Mg üretiminde ağırlık değişiminin etkisi araştırılmıştır. Çalışmada 50 g.'dan, 5000g'a kadar değişen stokiyometrik karışımlar hazırlanmış, kalıntı ve elde edilen Taç Mg üzerinden geri kazanım değerleri belirlenmiştir. Kalıntıdan hesaplanan en yüksek Mg geri kazanım miktarı, 50 g'lık şarj için % 98 olarak tespit edilmiştir. Diğer taraftan, taçdan hesaplanan en yüksek Mg geri kazanım değeri 3000 g şarj miktarı ile yapılan deneyde elde edilmiş ve % 90 olarak belirlenmiştir. Deneylerin son aşamasında MgO ve SrO'in birlikte redüksiyon koşulları incelenmiştir. Deneylerin ilk aşamasında MgO, SrO karışımı FeSi, Al karışımı ile redüklenmiştir. Deney düzenekleri belirlenirken sarja ağırlıkça % 2,5, % 5, % 7,5 ve %10 stokiyometrik Sr ilaveleri yapılmıştır. İkinci aşamada her iki reaktan Al ile redüklenmiş, SrO sarj ilavesi ilk settekiyle aynı miktarda yapılmıştır. Kalsine dolomiti redüklemek için FeSi'in kullanıldığı deneylerde en yüksek Mg verimi, 1250 °C'de, % 5'lik Sr ilavesinin olduğu deneyde, % 79,3'lük değerle belirlenirken, en yüksek Sr verimi % 2,5 ilavenin yapıldığı 1250 ºC'lik deneyde, % 63,5 olarak belirlenmiştir. Kalsine dolomiti redüklemek için Al'un kullanıldığı deneylerde en yüksek Mg verimi 1250 °C'de, % 2,5'lik Sr ilavesinin olduğu deneyde, % 89,8'lik değerle belirlenirken, en yüksek Sr verimi % 7,5 ilavenin yapıldığı 1250 ºC'lik deneyde, % 78,6 olarak belirlenmiştir.
Alüminyum siyah curuflarındaki alüminyumun ve bileşiklerinin hidro ve pirometalurjik yöntemler ile geri kazanılması
Ülkemizde ikincil alüminyum üretimi gün geçtikçe artmaktadır. Bunun sonucu olarak da ikincil alüminyum ergitilmesi işlemi sonrasında, azot ve argon gazları yardımıyla curuf oluşumu ve temizlenmesi adımları sırasında alüminyum siyah curufu oluşumu da artmaktadır. Alüminyum siyah curufu içerisinde % 15 – 60 metalik alüminyum, tuz (NaCl, KCl, CaF2), alüminyum oksit ve diğer metal oksitler bulunmaktadır. Alüminyum siyah curufundan metalik alüminyum geri kazanılması sırasında tuzlu alüminyum curufu (curuf keki – metalik olmayan kısım) oluşmaktadır. Bu curuf yapısı içerisinde % 5 – 10 tuz (NaCl, KCl, CaF2), % 10 – 20 metalik alüminyum, % 30 – 60 Al2O3 ve % 5 – 10 diğer metal oksit ve bileşikler bulunmaktadır. Dünya' nın birçok ülkesinde alüminyum tuzlu curufunun çevreye, berteraf edilmeden veya geri dönüşümü yapılmadan gömülmesi yasaktır. Konuyla ilgili sivil toplum örgütleri ve devlet kurumları tarafından yapılan baskılar sonucunda önemli yasalar çıkartılmıştır. Ayrıca bu atığın bertaraf edilmesi yerine işlenip birçok sektöre hammadde kaynağı olacağı farkedildiği için yüksek teknoloji sahibi ülkeler tarafından kurulmuş büyük geri dönüşüm şirketleri bulunmaktadır. Bu çalışmada geri dönüşüm belgesine sahip alüminyum siyah curufu geri dönüşümü yapan özel bir firmadan alınan 15 kg' lık alüminyum siyah curufunun boyut kontrolünün yapılması, ön işlemlerden geçirilmesi, içerisindeki tuzun, metalik alüminyumun ve alüminyum oksitin çözeltiye alınması amacıyla deneyler yapılmıştır. Metalik alüminyumun sodyum hidroksit liçine tabi tutularak çözeltiye alınmasının sağlanması ve alüminyum hidroksit olarak geri kazanılması, buradan da alüminyum oksit (% 99,85), alüminyum sülfat (% 99) üretimleri gerçekleştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Geriye kalan yapı içerisinde bolca bulunan alüminyum oksit (% 78) yapısının eritiş işlemine tabi tutulup, su ile çözündürülüp, çözeltiye geçmesi sağlanmıştır. Ayrıca çıkan tüm sonuçlar atomik absorpsiyon spektrometre ile okunup, elde edilen katı yapıların ve çözeltilerin kimyasal analiz işlemleri yapılmış ve XRD sonuçları belirlenip incelenmiştir. Metalik olmayan kısım içerisinde bulunan tuzların (NaCl, KCl) ülkemiz şartlarında curuf giderimi sırasında, argon (Ar) gazı pahalı olduğu için azot (N2) gazının kullanılmasından kaynaklanan ve % 10 – 12 aralığında yapıda bulunan AlN yapısının giderilmesinin sağlanması için su ile liç deneyleri, deney grubunun başlangıcında yapılan deneylerdir. Tuzların gideriminin % 99 oranında sağlanırken AlN yapısının giderilmesi % 86,4 olarak sağlanmıştır. Metalik alüminyumun çözeltiye alınması için yapılan NaOH ile liç deneyleri iki set grubu halinde incelenmiştir. Birinci set grubu deneylerin NaOH konsantrasyonu ve süre incelenirken, ikinci set deneylerde ise NaOH konsantrayonu ve katı/sıvı oranları incelenmiştir. Metalik alüminyum çözeltiye alınma verimi yaklaşık % 100 olarak sağlanmıştır. Çözümlendirme işlemleri sonrasında kalan yapı içerisindeki alüminyum oksitin (% 78 Al2O3) çözeltiye alınması için yüksek sıcaklıklarda ( 300 – 700°C ) NaOH ile eritiş deneyleri yapılmış, elde edilen yapılar su içinde çözündürülüp, alüminyumun çözeltiye alınma verimi % 96,7 olarak belirlenmiştir.
Pıc tabanlı fırçasız dc motor tasarımı
Fırçasız motor tarihçesine kısaca değinirsek; 1983' de Demerdash iki farklı malzeme (Samaryum-Kobalt ve Ferrit) kullanarak aynı güçlü iki fırçasız DC motor gerçekleştirmiştir.1985 yılında llzuka, evirici devresindeki güç yarı iletkenlerini bir bilgisayar ile tetikleyerek geri besleme kullanmadan fırçasız DC motorunun hız kontrolünü yapmıştır.1989'da ise Pillay sürekli mıknatıslı senkron motoru iki fazda modellerken, fırçasız DC motorlarını da üç fazda modellemiştir.1992'de Low, moment kontrol yöntemini pozisyon kontrolünde ve hız kontrolünde uygulamıştır.Daha sonra 2003'de Lee ve Ehsani , tarafından yapılan çalışmada, fırçasız DC motor sürücülerin ileri simülasyon modelleri geliştirilmiştir.Ve en sonunda 2008'de Cunshan Zhang ve Dunxin Bian Fırçasız DC motorlarda stator manyetik alanının oluşturduğu moment salınımlarının ortadan kaldırmak için yeni bir PWM kontrol algoritması sunmuştur. Bu zamandan sonra fırçasız DC motorlar piyasada gerek maliyet gereksede sistemde kullanılması gereken elektronik devre karmaşıklığı yüzünden hakettiği yeri alamamış ve piyasaya sunulamamıştır. Ancak teknolojinin hızla gelişmesi, ürün kalite ve ömür sürelerinin artması ve talep edilmesi bu ürünün tekrardan gündeme gelmesine sebep olmuş ve talep edilir hale gelmiştir. Fırçasız Doğru Akım (DC) motorları artık günümüzde, endüstriyel uygulamaların çoğunda, özellikle otomotiv sektörü, uzay teknolojileri, bilgisayar teknolojileri, tıp elektroniği, askeri alanlar, robotik uygulamaları ve ev ürünlerinde fırçalı motorlar yerine sıkça kullanılmaktadır. Bu motorlar, yüksek moment/akım ve yüksek moment/eylemsizlik oranına sahiptir. Ayrıca fırçasız DC motorların, sağlam yapı, yüksek verim ve yüksek güvenirlik gibi üstünlükleri vardır [1]. Mikro denetleyici (PIC) devre elemanları son yıllarda, uygun yapısı nedeniyle tek döngülü sayısal kontrol sistemlerinde sıkça kullanılmaktadır. Ayrıca yaygın kullanımı ve uygun fiyatı nedeniyle popülerliği giderek artmaktadır. PIC'ler, bir bilgisayarın temel özelliklerini içeren tek bir silikon kılıf içerisinde toplanmış tüm devre elemanlarıdır. Genel olarak bir PIC devre elemanı; bir mikroişlemci, program/veri belleği, giriş/çıkış birimleri, saat darbesi üreteçleri, zamanlayıcı/sayıcı birimleri, kesme kontrol birimi, analog/dijital ve dijital/analog çeviriciler, darbe genişlik üreteci, seri haberleşme birimi ve daha özel uygulamalar için kullanılan diğer çevresel birimlerden meydana gelmektedir. Çalışmada kullanılan PIC 30F3010 devre elemanı, yüksek performans RISC CPU teknolojisi, 20 MHz çalışma frekansı, 3 adet giriş/çıkış, 3 adet zamanlayıcı, 2 adet PWM modül, 5 kanallı 10 bitlik ADC, 8Kx14 kelime flash hafıza, 368x8 bayt RAM ve 256x8 bayt EEPROM içermektedir [2]. Bu çalışmada; fırçalı motorda kömürün zamanla ergiyerek oluşturduğu kömür tozlarının motorun ömrünü azaltma, kollektör yüzeyinin aşınarak motorda çalışmama ve kısa devre arkları (elektriksel atlamalar, şase vb. hatalar) oluşturmasını ortadan kaldırma, motorun yapmış olduğu çevrim sayısının (cycle) arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda motor fırçaları (kömürleri) ve kollektör üzerinde iyileştirme çalışmaları yapılmış olup istenilen sonuçlar elde edilememiştir. Bu veriler ışığında PIC Tabanlı Fırçasız Motor tasarlanmasına karar verilmiş, motordaki kömürler ve kollektör iptal edilerek ferritik mıknatıslar yerine Gauss değeri ve mıknatıslanabilme özelliği daha yüksek olan neodyum mıknatıslar kullanılmasına, sargının rotor üzerinde değil stator üzerine sarılmasına karar verilmiştir. Bu çalışmada ayrıca Fırçasız DC motorlar için PIC tabanlı bir sürücü geliştirilmiştir. Motorun, konum algılayıcı (hall effect) sensörlerinden alınan konum bilgileri PIC tarafından yorumlanarak yazılan program sayesinde uygun komutasyon çıkışları üretilmiş ve bu çıkışlar izolasyon amacıyla optik izolatörlere uygulanmıştır. Gerçekleştirilen sistemde motor akımını karşılamak için uygun MOSFET elemanları kullanılmıştır. MOSFET elemanlarını sürmek için TLP250 sürücü entegreleri tercih edilmiştir. Yazılım olarak Microchip firmasının MPLAB programında derlenen ASM dili kullanılmıştır. Sonuç olarak; fırçalı motorlarda elde edilen maksimum çalışma saati 13.000 ve çevrim sayısı 1-1,5 milyon iken fırçasız motorda yaklaşık 1 yıl süre ile yapılan testler sonucunda bu sayı 2,5-3 milyon çevrim sayısı (cycle) değerlere ulaşmış ve çalışma saati 20.000 saatin üzerine çıkmıştır. Ayrıca yapılan performans testlerinde çap 63mm olan redüktör kapı açma-kapama motorunda fırçalı motor maksimum tork değeri 12,95 Nm iken, fırçasız motor maksimum tork değeri ise 18,45 Nm olarak ölçülmüştür. Çap 76 mm blower motorunda fırçalı motor maksimum tork değeri 0,93 Nm iken, fırçasız motor maksimum tork değeri ise 1,97 Nm olarak belirlenmiştir. Çap 102 mm olan fan motorunda (axiel motoru) fırçalı motor maksimum tork değeri 2,46 Nm iken, fırçasız motor maksimum tork değeri 3,88 Nm olarak belirlenmiştir. Tork testi sonucunda fırçasız motorun tork değerlerin daha yüksek olduğu verilerle tespit edilmiştir. Bununla birlikte fırçalı motorların kömürlerinin ergime (ömür) süresi 1-1,5 yıl arası olduğu gelen iade motorların verilerinden çıkarılmış olup fırçasız motorda kömür kullanılmadığından bu problem doğrudan çözüme kavuşturulmuştur.
ZrB2-TiB2 kompozit seramik tozlarının kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile üretilmesi
Bu çalışmada, ileri teknolojileri seramiklerinden biri olan zirkonyum diborür ve titanyum diborür kompozit seramik tozlarının kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi (SHS) ile üretiminin koşulları araştırılmıştır. Çalışma SHS deneyleri ve çözümlendirme deneyleri olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, zirkonyum oksit (ZrO2) , titanyum oksit (TiO2) ve B2O3 tozları redükleyici magnezyum (Mg) tozu yardımıyla SHS yöntemi kullanılarak ZrB2 - TiB2 yapısı oluşturulmaya çalışılmıştır. SHS deneyleri sonucunda oluşan ZrB2, TiB2, MgO ve Mg3B2O6, ağırlıklı ürün olarak oluşturulmuştur. Ayrıca bunların yanında yapıda bir miktar ZrO2 ve TiO2 eser miktarda kalmaktadır. HCl asit kullanılarak çözümlendirme deneyleri gerçekleştirilmiş olup MgO ve Mg3B2O6 5 içeriğinden arındırılması amaçlanmıştır. SHS deneyleri zirkonyum oksit (ZrO2) ve titanyum oksit (TiO2) tozlarından ağırlıkça % olarak farklı oranlara sahip dokuz adet başlangıç karışımı ile gerçekleştirilmiştir. SHS deneyleri hava atmosferi altında bakır potada gerçekleştirilmiştir. Deneylerin sonucunda siyah renkte sinterleşmiş yapıda ürünler elde edilmiştir. X-ışını difraksiyonu analizi sonuçlarında, SHS ürünlerinde ZrB2, TiB2 ve MgO ana fazlarının yanı sıra, ZrO2, TiO2 ve Mg3B2O6 yapılarının oluştuğu gözlemlenmiştir. Çözümlendirme deneyleri ile MgO ve magnezyum boratların çözümlendirilmesi sağlanmıştır. MgO ve magnezyum borat yapılarının çözümlendirme deneyleri ile elimine edildiği liç keklerine yapılan X-ışını difraksiyonu analizi sonuçlarında görülmektedir. Deneyler sonucunda oluşan çözeltilere uygulanan kimyasal analizler sonuçlarında, çözeltide Mg ve B bulunduğu, diğer elementler olan zirkonyum ve titanyumun bulunmadığı gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmaların sonucunda, SHS ve çözümlendirme prosesleri ile ZrB2-TiB2 yapısının oluştuğu ispatlanmıştır.
Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile krom diborür tozu üretimi
Gerçekleştirilen tez çalışmasında, ileri teknoloji seramiklerinden biri olan krom diborür tozunun kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi (Self-propagating High-temperature Synthesis: SHS) ile üretim koşulları araştırılmıştır. Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (Self-propagating high temperature synthesis: SHS) bir çok ileri teknoloji seramiğin üretiminde kullanılmaktadır. Bu yöntemde; metaloksit ve metalik tozlar istenen nihai ürünü verecek ve tepkimenin serbest enerjisi negatif olacak bileşimde ve stokiyometride karıştırılır. Tepkimeler koruyucu gaz atmosferinde gerçekleştirilebildiği gibi, açık atmosferde de gerçekleştirilebilmektedir. Sisteme tepkimenin başlamasını sağlayacak enerji bir varyak yardımı ile verilir. Reaksiyonun serbest enerji değişimi negatif olduğu için ısı veren tepkime esnasında yüksek miktarda enerji açığa çıkar ve bu durum tepkimenin sürekli devam ederek girenlerin tamamının ürüne dönüşmesini sağlar. SHS yöntemiyle üretim genellikle iki aşamalıdır ve tepkime sonrası oluşan yan ürünler asit liçi ile çözeltiye alınarak istenen ürün saflaştırılmaktadır. Deneysel çalışmalar; termodinamik incelemeler, krom diborür bileşiklerini içeren seramiklerin elde edildiği SHS deneyleri ve yan ürünlerin uzaklaştırılarak krom diborür yapılarının serbestleştirildiği çözümlendirme deneyleri ve karakterizasyon çalışmaları olmak üzere dört aşamadan oluşmaktadır. Tez çalışmasının ilk aşamasını oluşturan termodinamik incelemeler FactSageTM 6.3 termokimyasal veritabanı yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Termodinamik çalışmalarda yazılımın bünyesinde bulunan çeşitli modüller kullanılarak; SHS deneylerinde üretilecek alaşımların bileşimleri ve bu bileşimlere ulaşmak için kullanılacak hammaddelerin miktarları, SHS reaksiyonları sırasında üretilecek enerjiler ve ulaşılacak adyabatik reaksiyonsıcaklık değerleri hesaplanmıştır. Çalışmanın ikinciaşamasında, borik asidin kalsinasyonuyla elde edilen bor oksit, krom kaynağı olarak kullanılan krom oksit tozları ve redükleyici hammadde olan magnezyum tozları ile SHS prosesine tabi tutularak çesitli kromdiborür bileşiklerini içeren ürünler elde edilmiştir. SHS deneyleri sonunda sinterleşmiş, sert ve süngerimsi yapıda ürünler eldeedilmiştir. Bu ürünler halkalı değirmenlerde farklı sürelerde öğütülerektozlaştırılmıştır. X-ışını analizleri sonucu ürünlerin krom diborürlü bileşiklerin yanında, MgO ve Mg3B2O6 yapılarını da içerdiği görülmüştür. Yapılan Kendiliğinden İlerleyen Yüksek Sıcaklık Sentezi deneylerine ait ürünler arasında optimum sonuçlar0,22 mol Cr2O3, 0,45 mol B2O3 ve 2 mol Mg reaktan ile gerçekleştirilen numunede sağlanmıştır. Çözümlendirme kademesinde ise süngerimsi yapıdaki SHS ürününde bulunan safsızlıkların giderilerek kromdiborür yapılarının serbestleştirilmesi üzerinde çalışılmıştır.Çözümlendirme deneylerinde % 65'lük HNO3ve % 37' lik HCl asit kullanılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucu, kendiğinden ilerleyen yüksek sıcaklık yöntemi veardından yapılan çözümlendirme işlemi ile kromdiborür tozu üretiminin başarıyla gerçekleştirildiği görülmüştür. SHS ürünlerinde bulunan magnezyum oranı yüzde 0,12'ye düşürülmüştür.
Eti krom konsantreleri kullanılarak kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile düşük karbonlu ferrokrom alaşımlarının üretilmesi
Bu tez çalışmasında, hammadde olarak Eti Krom konsantresi kullanılmış olup kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS; Self propagating high temperature synthesis) yöntemi ile katma değeri her geçen gün artmakta olan düşük karbonlu ferrokrom eldesinin üretim koşulları araştırılmıştır. Günümüzde yaklaşık 8.200 kWh/t enerji tüketim değerleri ile üretilen düşük karbonlu ferrokrom alaşımının daha ekonomik ve yüksek hızda üretim olanağı sağlayan kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile üretimi denenmiştir. Deneysel çalışmalarda üretim parametrelerinin, toplam metal kazanım verimleri ve sonuç alaşım bileşimi üzerine olan etkileri incelenmiştir. SHS yönteminde tepkimenin başlamasını sağlayacak ilk enerji bir varyak yardımı ile dışarıdan verilir. Reaksiyonun serbest enerji değişimi negatif olduğu için ısı veren tepkime esnasında yüksek miktarda enerji açığa çıkar ve bu durum tepkimenin sürekli devam ederek hammadelerin tamamının ürüne dönüşmesini sağlar. Bu çalışma, termodinamik hesaplamalar, ferrokrom alaşımlarının üretildiği SHS deneyleri ve oluşan ürünlerin kimyasal analizleri olmak üzere 3 aşamadan oluşmaktadır. Tez çalışmasının ilk aşamasını oluşturan termodinamik incelemeler FactSageTM 6.3 termokimyasal veritabanı yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Termodinamik çalışmalarda yazılımın bünyesinde bulunan çeşitli modüller kullanılarak; SHS deneylerinde üretilecek alaşımların bileşimleri ve bu bileşimlere ulaşmak için kullanılacak hammaddelerin miktarları, SHS reaksiyonları sırasında üretilecek enerji ve reaksiyonların adyabatik sıcaklık değerleri hesaplanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında Eti Krom konsantresi, reaksiyon ısısını arttırmak için ilave edilen kromik asit ve redükleyici hammadde olarak kullanılan alüminyum tozları karışımı SHS yöntemine tabi tutulmuş ve demir - krom içeren alaşımlar elde edilmiştir. SHS yöntemi yardımıyla elde edilen metal ve curuf ürünleri tartıldıktan sonra halkalı öğütücü yardımıyla öğütülerek kimyasal analizlere uygun olacak tane boyutuna getirilmiştir. Kimyasal analizler sonucu yapılan hesaplamalarda kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi deneylerine ait optimum sonuçların % 65 konsantre, % 35 kromik asit ve redükleyici olarak kullanılan alüminyumun da % 110 stokiyometrik oranda ilavesiyle gerçekleştirilen deneyde elde edildiği saptanmıştır. Bu şartlarda krom kazanım veriminin % 66,46 değerinde olduğu alaşımın karbon içeriği % 0,25 olarak ölçülmüştür. Yapılan deneylerde şarj bileşiminin oluşan ürünlere etkisine ilave olarak şarj miktarının ve redükleyici miktarının stokiyometrik oranlarda değişiminin oluşan ürünlere etkileri de incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda kendiliğinden ilerleyen sıcaklık sentezi yöntemi ile kromit konsantresinden düşük karbonlu ferrokrom alaşımları üretiminin gerçekleştirilebileceği görülmüştür.