Sintering
57 theses under this subject heading
Si3N4 başlangıç tozlarının alfa-SiAlON seramiklerinin mikroyapısına etkisi
Yüksek Lisans Tezi Sİ3N4 BAŞLANGIÇ TOZLARININ a-SiAION SERAMİKLERİNİN MİKRO YAPISINA ETKİSİ ŞENİZ REYHAN KUŞHAN Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Hasan MANDAL 2000 Silisyum nitrür ve SiAlON malzemeleri iyi mekaniksel, ısıl ve kimyasal özellikleri nedeniyle mühendislik uygulamaları için avantajlı malzemelerdir, a ve P-SiAlON seramiklerinden her ne kadar |3 ilk gelişen grup olsa da, a-SiAION seramikleri mükemmel sertliğe sahip olmaları ve kullanılan sinterleme ilavelerinin yapıya girerek tane sınır fazım minimuma indirmesi nedeniyle çok daha fazla ilgi çekmişlerdir. Ancak eşeksenli mikroyapıya sahip olması nedeniyle relatif olarak düşük tokluğa sahiptir. Kırılma tokluğunu arttırmak için iğnemsi yapıya sahip a- SiAlON üretimi üzerine başarıyla sonuçlanan çalışmalar yapılmaktadır. Ancak bu çalışmalarda ya oksijen ve alüminaca zengin bir kompozisyon hazırlanarak. çubuksu tane oluşumu zengin camsı faza bağlı olarak sağlanmış ve yüksek sıcaklık mekaniksel özellikleri açısından zayıf malzemeler elde edilmiş yada HIP gibi zor ve pahalı bir sinteleme tekniği kullanılmıştır. Bu çalışmanın diğerlenden farkı, azotça zengin bir kompozisyon seçilmesi ve gaz basınçlı sinterleme gibi basit ve ucuz bir sinterleme yöntemiyle yoğunlaşmanın sağlanmasıdır. Başlangıç Sİ3N4 tozunun kompozisyonu ve sinterleme şartlarına bağlı olarak mikroyapıda meydana gelen değişiklik yapılan SEM analiziyle gözlenmiştir. P-Sİ3N4 tanelerinin çekirdek görevi görerek çubuksu mikroyapı sağladığı görülmüştür. Bunun yanında tek basamaklı sinterleme yerine çekirdeklerime için imkan sağlayan iki basamaklı sinterlemeyle de benzer bir mikroyapı elde edilmiştir. Böylece rulman yataklarında kullanım potansiyeline sahip, hem sert hem de tok a-SiAION üretilmiştir. Anahtar Kelimeler: a-SiAION, Sİ3N4 Başlangıç Tozu, Sinterleme Şartlan, Tane mikroyapısı
Killerin pişirme davranışları
Bu çalışmada Türkiye'nin farklı bölgelerinden temin edilen Ca ve Mg içerikli killerin pişme davranışları incelenmiştir. Killerde bulunan Ca ve Mg içerikli minerallerin pişiriminde oluşacak yeni minerallerin saptanması amaçlanmıştır.Manisa, Isparta, Eskişehir, Çorum, Bilecik ve Kütahya bölgelerinden temin edilen killer CaO ve MgO oranlarına göre sıralanarak kodlanmıştır. Kil örneklerinin ham olarak plastiklik, termal analiz, kimyasal analiz, tane boyu ve fiziko-mekaniksel özellikleri incelenmiştir. Şekillendirilen kil örnekleri farklı sıcaklıklarda (900-1000-1100ºC) pişirilmiş ve pişmiş örneklerin fiziko-mekaniksel özellikleri ile mineralojik gelişimi tespit edilmiştir.Kil ürünlerin pişmiş bünyelerinde 1000ºC üstünde alkali içerenlerde daha çok cam faz, toprak alkali içerenlerde ise 850ºC'den sonra başlayan sinterleme ile yeni mineraller oluşmaktadır. Farklı sıcaklıklarda pişirilen CaO içerikli killerde anortit, vollastonit, gehlenit gibi ikincil minerallerin, MgO ve CaO içeren killerde ise diyopsit, akermanit, montisellit, forsterit minerallerinin oluştuğu tespit edilmiştir. Ca ve Mg içerikli killerin pişiriminde oluşan ikincil minerallerin nihai ürünün fiziko-mekaniksel özellikleri üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir.
Sinterleme sıcaklığının kuvars-zeolit seramik tozu özelliklerine etkisi
IV SİNTERLEME SICAKLIĞININ KUVARS-ZEOLİT SERAMİK TOZU ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Serkan ABALI Seramik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi, 2002 Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Osman ŞAN ÖZET Bu çalışmada sinterleme sıcaklığının (1000°C-1200°C) kuvars-zeolit tozu faz bileşimi, yoğunluk ve özgül yüzey alanı üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Yüksek saflıktaki kuvars (%99.09 Si02) ve zeolitin bir türü olan klinoptilolitden oluşan karışım, bilyalı değirmende 80 saat yaş olarak öğütüldükten sonra kurutulup 7 saatlik bir firm rejiminde sinterlenmiştir. Sinterleme sıcaklığının artışı ile kuvarsın kristobalit fazına dönüştüğü görülmüştür: ilk kristobalit oluşumu 1000°C sinterleme sıcaklığı civarında meydana gelmiş malzemenin büyük oranda kristobalit fazına dönüşümü 1200°C'de oluşmuştur. Üretilen bu seramik tozunun yoğunluğu 2.27 gr/cm3, spesifik yüzey alanı ise 0.44 m2/gr gibi oldukça düşük değerlerdedir. Kristobalit miktarı yüksek seramik tozu mikrogözenekli seramik malzeme üretimi amacıyla araştırılmıştır. Bu amaçla seramik tozu 225MPa basınç ile şekillendirilmiş ve 1200°C'de pişirilmiştir. Üretilen seramik malzemenin mikroyapısı, açık porozitesi, mukavemeti, yoğunluğu ve gözenek boyut dağılımı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Kuvars, Sinterleme, Toz, Zeolit
Demir cevheri içerisindeki safsızlıkların olumsuz etkilerinin giderilme yollarının araştırılması
Bu çalışmada, klorlayıcı buharlaştırma yöntemi uygulanarak hem sinterleme hem de küresel pelet üretim aşamasında demir cevheri konsantresi ve sinter harmanında bulunan alkali ve empüritelerin giderilmesinin yanı sıra klorlayıcı buharlaştırmanın sinterlenmiş küresel pelet mukavemeti ve pelet gözenekliliğinde meydana getireceği olumsuzlukların giderilmesine çalışılmıştır.Bu amaçla Divriği A kafa manyetit konsantresi ve Erdemir Ereğli Demir Çelik T.A.Ş. den temin edilen sinter harmanı kullanılmıştır. Manyetit konsantresi üzerinde yapılan küresel pelet üretimi deneyleri CaCl2 katkılı ve CaCl2 katkısız olmak üzere iki bölümde incelenmiştir. CaCl2 katkısız yapılan deneylerde sinterlenmiş pelet mukavemeti ve pelet gözenekliliği açısından en uygun sonuçların %0,5 uçucu kül %0,25 Ca(OH)2 ve %0,25 Ca bentoniti ilavesi ile elde edilen 2648 N/Pelet mukavemet değeri ve %27,9 gözeneklilik değeri olduğu ortaya konulmuştur.CaCl2 katkılı deneylerde ise bağlayıcı olarak en uygun sonuçlar %0,5 Na-bentoniti,%0,3Ca(OH)2 ve %0,3 uçucu külün bir arada kullanıldığı ve küresel pelet üretim aşamasında %1,36 CaCl2'nin çözelti halinde püskürtüldüğü numunelerde elde edilmiştir. Bu numunelerin yapılan kimyasal analizlerinde, alkaliler %0,11'lik miktardan %71,82'lik giderim verimiyle %0,031'e başarılı bir şekilde düşürülürken, kükürt %0,40'dan %47 giderme verimiyle %0,212 miktarına, bakır, %0,021'den %66,67 giderim verimiyle %0,017'ye ve çinko ise %0,01'den %90'lık verimle %0,001'e başarılı bir şekilde düşürülmüştür. Bu numunelerde ölçülen pelet mukavemet değeri 2726 N/Pelet olurken, %31,0 pelet gözenekliliği elde edilmiştir.Sinter harmanında yapılan çalışmalarda CaCl2 katı ve çözelti olarak ilave edilmiş, en iyi sonuçların %3(stokiometrik miktarın 6 katı) CaCl2'nin katı olarak ilave edildiği numunelerde K2O giderme verimi % 41,54 olurken, Na2O giderme verimi %21,09 olarak belirlenmiş, toplam alkali miktarı %0,251'den %0,165'e düşürülmüştür. %3 CaCl2'nin çözelti halinde ilave edildiği numunelerde ise K2O giderme verimi % 49,09 olurken Na2O giderim verimi % 28,7 olarak ölçülmüş toplam alkali %0,251'den %0,165'e düşürülmüştür. Boyut dağılımı deneylerinde ise en iyi sonuçlar -0,10mm boyutunda elde edilmiş olup %3 CaCl2'nin katı olarak ilavesiyle, K2O ve Na2O sırasıyla %69,21 ve %59,13 giderim verimiyle uzaklaştırılmış, aynı miktar CaCl2'nin çözelti olarak ilave edilmesi durumunda K2O gideriminde % 88,08'lik bir verim değerine, Na2O'da ise %73,26'lık bir verim değerine ulaşılabilmiştir. CaCl2'nin korozif etkisinden dolayı endüstriyel uygulamalarda çözelti halinde ilave edilmesi yerine katı olarak sinter harmanına ilave edilmesi daha avantajlı görülmektedir.
Yüksek sıcaklıkta sinterlenmiş alümina (Al2O3) seramiklerin karakterizasyonu ve nötron radyasyonunun malzeme özelliklerine etkisinin araştırılması
ÖZET Bu çalışmada, İleri Teknoloji Seramiklerinden alümina seramiklerin karakterizasyonu yapılmış ve enerjitik nötron radyasyonunun malzeme özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, değişik alumina tozlan incelenmiş ve tane boyutları, granülometrik ve sinterlenme özellikleri saptanmıştır. Bu deneyimlerin sonucu olarak, deneyler için en uygun olan alümina seçilmiştir. Değişik boyut ve geometrilerde bir çok pelet hazırlanmış ve 1600°C'da sinterienmiştir. Daha sonra bu örneklerin fiziksel ve mekanik özellikleri saptanmıştır. Ayrıca, mikroyapının gözlenebilmesi için bu örneklerin optik ve SEM. fotoğrafları alınmıştır. Karakterizasyonun tamamlanmasından sonra, alümina örnekler SAMES T-400 nötron jeneratörü ve Pu-Be (Howitzer) nötron kaynağı kullanılarak ışınlanmıştır. Mekanik testler tekrar edilerek değişik enerjili nötronların malzeme üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmaların son adımında iletken kontaklara sahip alümina örnekler hazırlanmış ve nötron radyasyonu süresince ve sonrasında elektriksel direnç ve iletkenliğin değişimi saptanmaya çalışılmıştır. Sonuç olarak bütün deneysel veriler çizelge, grafik ve fotoğraflar halinde sunulmuş ve sonuçlar tartışılmıştır. Anahtar kelimeler: Alümina, Seramik, Radyasyon, Karakterizasyon, Nötron
Bazik refrakter endüstrisinde proses atıklarının değerlendirilmesiyle magnezit-krom tuğlaların üretimi
Bu çalışma bazik refrakter üreticileri arasında oldukça önemli bir yere sahip olan Konya Krom- Magnezit Fabrikası ile ortaklaşa yürütülmüştür. Bu fabrikanın üretim prosesi atığı olarak mevcut bulunan 0-1 mm boyutundaki magnezit ve kromit cevherleri tozlarının tuğla üretimine kazandırılması hedeflenmiştir. Başlıca 3 kompozisyon seçilerek refrakter özelliklerdeki değişim incelenmiştir. Bunlar %90 magnezit %10 kromit kompozisyonu, %72 magnezit %28 kromit kompozisyonu ve %50 magnezit %50 kromit kompozisyonlarıdır. Bu kompozisyonlara sahip malzemelerden üretilen tuğlaların SBM, porozite, hacim yoğunluğu gibi refrakter özelliklerinin TS 5028'e ( magnezit krom ve krom magnezit refrakter tuğlalar ) uygunluğu araştırılmıştır. Refrakter üretiminde ürünün özelliklerini etkileyen en önemli parametrelerden biri malzemenin partikül boyutudur. Partikül boyutu seçiminde kullanılan cevherlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri etken olduğu gibi üretim ekonomisi de önemli bir faktördür. Ayrıca seçilen partikül boyutu malzemenin pişme sıcaklığını da etkilemektedir. Bu verilerin tümü göz önünde bulundurularak, yapılan literatür araştırması ve deneysel çalışmalar sonucu magnezit cevherini ( - 1000 pim ) ve kromit cevherini ( - 63 um ) kullanmanın ürün özelliklerini olumlu etkilediği belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda üretime geçebilmek için pek çok parametrenin belirlenmesi gerektiği görülmüştür. Bu parametrelerden biri de cevherleri bağlamada kullanılacak bağlayıcı cinsi ve katkı oranının belirlenmesidir. Konya Krom-Magnezit Fabrikasında, krom-magnezit veya magnezit-krom tuğla üretiminde iki çeşit bağlayıcı kullanılmaktadır. Bunlar MgSO4.7 H20'dan itibaren hazırlanan 27° Be'lik MgSO4 çözeltisi ve kağıt endüstrisi atığı olan sülfit likörü ( sülfit ablage ) dir. Literatür incelemesi sonucu bu bağlayıcıların yanı sıra sülfürik asit,borik asit ve MgCİ2- 6H20'dan itibaren hazırlanan MgCb çözeltisinin de bağlayıcı olarak kullanıldığı görülmüştür. Ancak en çok kullanılan bağlayıcılar incelemeye alınmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda ; çiğ magnezit cevherinden itibaren hazırlanarak pişirilen ürünlerde en düşük porozite ve en yüksek basınç mukavemeti değerlerini vermesi nedeniyle; bağlayıcı cinsi ve katkı oranı olarak 27° Be'lik MgSO4 çözeltisinin %8'lik miktarı seçilmiştir. XVNihai ürün özellikleri üzerinde etkili olan diğer parametre presleme basıncıdır. Presleme basıncının ürün özellikleri üzerindeki etkisini incelemek ve optimum presleme basıncını belirlemek amacıyla 1200,1300,1400,1800,2500 ve 3000 kg/cm2 değerleri seçilerek çalışılmıştır. Çiğ magnezit cevherinden itibaren hazırlanan ve 2500 kg/cm2üe preslenip pişirilen ürünlerden düşük porozite, yüksek basınç mukavemeti ve yüksek hacim yoğunluğu değerleri elde edilmiştir. Bu nedenle en uygun presleme basıncı olarak 2500 kg/cm2 seçilmiştir. Seçilen %90 magnezit %10 kromit, %72 magnezit %28 kromit ve %50 magnezit %50 kromit kompozisyonları için pişme sıcaklığının refrakter özellikler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla çiğ magnezitten itibaren hazırlanan briketler 1450, 1550 ve 1750 °C'de pişirilmiştir. Bu denemelerin sonunda optimum pişme sıcaklığı 1750 °C olarak saptanmıştır. Çiğ magnezitten başka elde edilen malzemelerin refrakter özellikleri üzerindeki etkisini belirlemek amacı ile magnezit kalsine edilerek harmana katılımıştır. Denemelerde 1200 °C'de 4 saat süre ile pişirilerek kalsine edilen magnezit ( sodur ) cevheri kullanılmıştır. Kalsine magnezitten itibaren üretilen malzemelerin en uygun presleme basıncının çiğ magnezitten itibaren üretilen malzemelerden farklı olduğu görülmüştür. Kalsine magnezitten itibaren üretilecek malzemeler için presleme basıncının refrakter özellikler üzerindeki etkisi incelenip optimum presleme basıncı 1800 kg/cm2 olarak belirlenmiştir. Daha önce belirtilen her 3 malzeme kompozisyonu için kalsine magnezitten itibaren hazırlanan briketler 1450, 1550, 1750°C sinterlenme sıcaklıklarında pişirilerek sinterlenme sıcaklığının refrakter özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kalsine magnezitten itibaren hazırlanan briketler için optimum sinterleme sıcaklığı 1750 °C olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar için hazırlanıp pişirilmiş tuğla malzemelerinin ( briket ) üzerinde kimyasal analiz yapılmış ve hedeflenen % G-2O3 ( %8.5, %21, %32 ) miktarına ulaşıldığı tespit edilmiştir. TİO2 katkısının magnezit krom refraktarlerin yapısı üzerindeki olumlu etkileri literatür incelemesiyle belirlenmiştir. Gudilinave arkadaşlarının 1984 yılında yaptıkları çalışmada %5-10 Cr203 ve %6.5 TİO2 içeriğinde açık porozite %4 civarında azalma göstermiştir. Kvyatovskii ve arkadaşlarının 1994 yılında yaptıkları çalışmada %3.7 TİO2 içeren spinel ürünler elde etmişlerdir ve bu spinellerde ana yoğunlaştırıcının Ti02 olduğunu belirtmişlerdir. xviSodur ( kalsine ) magneziti ile Etibank kromiti kullanılarak hazırlanan ve bağlayıcı olarak 27° Be'lik MgSO4 çözeltisinin kullanıldığı tuğla harmanına Ti02'nin ağırlıkça %1,3,5,7'lik miktarları katkı olarak ilave edilerek 1800 kg/cm2 ile briketler basılmış ve 1750 °C'de pişirilmiştir. %3 oranında Ti02 katkısıyla SBM'nin yükseldiği, porozitenin düştüğü ve hacim yoğunluğunun arttığı dolayısı ile malzemelerin refrakter özelliklerinin olumlu etkilendiği görülmüştür. Deneysel çalışmalarda MgCl2. 6H20'dan itibaren hazırlanan 27° Be'lik MgCl2 çözeltisi de bağlayıcı olarak kullanılmıştır. MgCl2 çözeltisinin %6'lık bağlayıcı oranının optimum olduğu saptanmıştır. MgO ile MgCl2 çözeltisinin verdiği egzotermik reaksiyon nedeniyle yaş üründe çatlaklar oluşmuştur. Bu çatlaklar nedeniyle pişmiş ürünün porozite değerleri oldukça yüksektir. Ancak MgCl2 çözeltisinin bağlayıcı olarak kullanıldığı malzemelerde yüksek porozite değerine rağmen basınç mukavemeti oldukça iyidir. Bağlayıcı madde olarak 27° Be'lik MgCl2 çözeltisinin kullanıldığı briketlerde Ti02'nin %1,3,5,7 oranındaki miktarları katkı olarak tuğla harmanına ilave edilerek 1800 kg/cm2'lik basınç altında briketler basılıp 1750 °C'de pişirldiğinde %3 oranındaki Ti02 katkısıyla katkısız tuğlalara kıyasla malzemelerin SBM'lerinin yükseldiği, porozitelerinin düştüğü ve hacim yoğunluklarının arttığı görülmüştür. MgCl2 çözeltisinin mukavemet üzerindeki olumlu etkisi yapılan denemelerde belirlenmiştir. MgS04 çözeltisinin porozite ve basınç mukavemeti üzerindeki olumlu etkileriyle birleştiğinde malzemenin refrakter özelliklerini daha iyi noktalara taşıyacağı düşünülerek 27° Be'lik MgCl2 ve 27° Be'lik MgS04 çözeltilerinin (1:3), (1:5), (1:10) oranındaki karışımları hazırlanarak bağlayıcı madde olarak kullanılmıştır. % 10 kromit kompozisyonu için %3 Ti02 katkılı tuğla numunelerinin (l:5)'lik MgCl2 + MgSO4 bağlayıcı karışımı kullanımı ile poroziteleri (gözeneklilik) katkısız ve MgSÛ4 bağlayıcılı tuğla numunelerine göre önemli ölçüde düşmüştür (porozite katkısız numunelerde %10.7 den %0.5'e kadar azalmıştır). %28 ve %50 kromit kompozisyonları için ise bağlayıcı madde olarak 27° Be'lik MgSO4 çözeltisinin %6'lık oranının kullanılması ve %3 oranındaki Ti02 katkısıyla elde edilen tuğlaların SMB, porozite ve hacim yoğunluğu gibi refrakter özelliklerinin kullanılan diğer bağlayıcılara kıyasla daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. XVUÜretilen malzemelerin mikroyapı incelemesi taramalı elektron mikroskobu SEM ( Skanning Elektron Mikroskobu ) ile yapılmıştır. Ayrıca malzemelerin X ışını kırınım diyagramları çekilerek elde edilen fazlar incelenmiştir. XV111
The influence of sintering and shot peening processes on alumix 431 powder materials
In this work, Alumix 431 metal powders have been chosen for study due to widely used in the industrial applications. First, Alumix 431 powders were pressed at 400 MPa pressure and room temperature (RT). Then, pressed specimens were sintered at 600 ºC and 620 ºC temperatures for 1h separately. In order to examine effects of sintering operation to density, densities have been measured in per different temperature. After sintering operation, a group of specimen was shot peened in 12A and 16A intensities. To investigate mechanical properties of sintered and shot peened Alumix 431 powders, tensile and fatigue tests were performed. In addition, fractured specimens after tensile tests were used for Micro-Hardness tests. For metallographic researches of specimens, Optic Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) test were examined.
The influence of sintering and nitriding processes on distaloy AE powder materials
In this work, Distaloy AE metal powders have been chosen due to their wide used in the industrial applications. First, Distaloy AE powders were pressed at 500 MPa pressure and room temperature. Then, pressed specimens were sintered at 1120 ºC temperature for 30 minutes. In order to examine effects of sintering operation to density, density have been measured in per temperature. After sintering operation, a group of specimen was nitriding at 520 ºC temperature during 16 hours. To investigate mechanical properties of sintered and nitrided Distaloy AE powders, tensile and fatigue tests were performed. In addition, samples which are not subjected to tensile and fatigue test were used for micro-hardness tests. For metallographic researches, optic microscopy and scanning electron microscopy tests were used to examine.
Selektif lazer sinterizasyon ve döküm yöntemleri ile elde edilen metal altyapıların lehiminde kullanılan farklı tekniklerin mekanik özelliklerinin, elemental içeriğinin ve mikroyapısının değerlendirilmesi
Selektif lazer sinterizasyon (SLS) teknolojisi metal seramik restorasyonlar için metal altyapı üretimi sağlar ve geleneksel döküm yöntemine göre birçok avantajı vardır. Döküm işlemi için laboratuar aşamalarında yapılan hatalar, prepare diş ve restorasyon arasında uyumsuzluğa neden olabilir. Bu durumda, metal altyapılar kesilmeli ve lehimlenmelidir. Metal altyapıların birleştirilmesinde, lazer lehim ve geleneksel lehim yöntemleri kullanılmaktadır. Geleneksel lehim sırasında kullanılan yüksek ısının protetik restorasyona zarar verme ihtimali olabilir. Günümüzde lazer lehim, uygulama tekniğinin kolaylığı, zaman tasarrufu ve çevre dokulara verilen zararı engellemesi gibi nedenlerle popüler hale gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, SLS ve geleneksel yöntem ile üretilen 3 üyeli metal altyapılara uygulanan SLS lehim ve geleneksel lehimin mekanik ve metallurjik özelliklerini karşılaştırmaktır. Çalışmanın hipotezi ise lazer lehim ve geleneksel lehim metotları arasında mekanik ve metalurjik fark yoktur şeklinde belirlenmiştir. SLS (n=45) ve geleneksel döküm (n=45) metotları kullanılarak, üst çene 1. premolar, 2. premolar ve 1. molar dişleri içeren 3 üyeli metal altyapılar 2 grup halinde üretildi. Her üretim metodundaki örnekler lazerle lehim, geleneksel lehim ve lehimsiz (kontrol) olacak şekilde 3 gruba ayrıldı (n=15). Lehim gruplarındaki örnekler 1. ve 2. premolar dişler arasından ayrıldı. Lehim boşluklarının boyutu 2mm×3mm×1mm olacak şekilde standardize edildi. Lehimlenen örnekler üzerine üniversal test cihazında 3 nokta bükme testi (0,5mm/min) uygulandı. İstatistiksel analizler için 2 yönlü-ANOVA ve Tukey-HSD (α=0,05) testleri kullanıldı. Metal altyapıların kırık yüzeyleri optik ve taramalı elektron mikroskopları (SEM) kullanılarak incelendi. Kırık yüzeylerin elemental içeriği enerji dağıtıcı x-ray spektroskopi (EDS) analizi ile değerlendirildi. SLS metal altyapılar için ortalama kırılma dayanımı geleneksel lehim grubunda (1334,3 ± 547,1 MPa) lazer lehim grubuna (881,7 ± 572,8 MPa) göre daha yüksek çıkmıştır ancak 2 grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark (p>0.05) bulunmamıştır. Geleneksel döküm yöntemi ile hazırlanan metal altyapılar için ortalama kırılma dayanımı geleneksel lehim grubunda (2899,6 ± 1801,2 MPa), lazer lehim grubuna göre (2039,3 ± 767,8MPa) daha yüksek çıkmıştır ancak 2 grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark (p>0,05) bulunmamıştır. SLS (19330,6 ± 2405,7 MPa) ve geleneksel döküm (4268,5 ± 1506,1 MPa) kontrol gruplarının ortalama kırılma dayanımı, lehim uygulanan gruplara göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde yüksek çıkmıştır (p<0,05). Kontrol grupları arasında da istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmuştur (p<0,05). Optik mikroskop ve değişik büyütmelerdeki SEM görüntüleri ve mekanik özellikler birbirleri ile uyum göstermiştir. Lehim bağlantıları kırık yüzeylerinin yalnızca çevresel alanlarında gözlemlenmiş olup, merkez alanlardaki integrasyon eksikliğinin, tüm lehim gruplarındaki kırılma dayanımını azalttığı düşünülmektedir. İç tabakalarda, geleneksel lehimleme yapılan gruplarda dendritik mikroyapılar gözlenirken, lazer lehim gruplarda dendritik ve taneli mikroyapı beraber gözlenmiştir. Sonuç olarak her iki lehimleme tekniğinde de, lehim metotları metal altyapıların kırılma dayanımını azaltmaktadır. Bu yüzden klinik olarak kıymetsiz metal altyapıların lehimleme işleminden kaçınılmalıdır.
Spark plazma sinterleme yöntemi kullanılarak sinterlenen farklı polikristal yapıya sahip zirkonya seramiklerinin mekanik, yapısal ve optik özelliklerinin araştırılması
Bu in-vitro çalışmanın amacı Spark plazma ve geleneksel yöntem ile sinterlenen zirkonyum dioksit yapılı polikristalin seramiklerinin mekanik, yapısal ve optik özelliklerini karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesidir. İki farklı sinterleme yöntemi kullanılarak toplam 20 adet örnek elde edildi. Kontrol ve deney grubu olmak üzere iki ayrı grup oluşturuldu (n=10). Kontrol grubu (Grup S0) örnekleri 3Y-TZP pre-sinterize zirkonya bloklar (Upcera Dental Zirconia Blank, Liaoning Upcera Co. Ltd., Çin) CAD/CAM sistemi kazıma cihazı kullanılarak (Cerec Inlab MCX5, Sirona Dental Systems, Bensheim, Almanya) frezelendi. Kontrol grubu örnekleri geleneksel yöntem ile sinterlendi (1530 oC, 11 sa; n=10). Deney grubu (Grup S3) örnekleri ise 3Y-TZP içerikli zirkonya tozlarının (3Y-PSZ, Tosoh, Japonya) Spark plazma sinterleme cihazı (FCT GmbH, HPD-50, Almanya) tarafından sinterlenmeleri ile elde edildi (tepe sıcaklık 1300 oC, 10 dk. ; n=10). Tüm örnekler 20x2 mm boyutlarında oluşturuldu. Her iki gruba ait örnekler biaksiyal bükme dayanımlarını (ISO Standart 6872) karşılaştırmak için üniversal test cihazı (Testometric, Lancashire, İngiltere) ile test edildi. Tüm örneklerin Vickers mikrosertlik değerleri Vickers mikrosertlik cihazı (Buehler, 1600-6306, Illunois, ABD) ile hesaplandı. Yüzey pürüzlülüklerini (Ra) ve 3 boyutlu görüntülemelerini elde etmek için AFM cihazı (Park Systems, Park NX10, Güney Kore) kullanıldı. Örneklerin yapısal özelliklerini değerlendirmek amacıyla XRD ve SEM analizleri gerçekleştirildi. Veriler one-way ANOVA ve Mann Whitney-U testler ile analiz edildi (α=0,05). Konrol ve deney gruplarının biaksiyal bükme dayanımı değerleri(S) sırasıyla 761,43± 64,455 MPa ve 1101,85± 177,73 MPa' dır. Gruplar arası farklılık istatistiksel olarak anlamlıdır(p<0.05). Kontrol grubunun(S0) Vickers mikro sertlik değeri(VHN) 980± 41 iken, deney grubu(S3) sertlik değeri 1355± 144 olarak hesaplandı. Sertlik değerleri karşılaştırıldığında istatistiksel açıdan anlamlı farklılık bulundu(p< 0.05). Yüzey pürüzlülük değerleri (Ra) S0 grubu için 103± 0,031 µm, S3 grubu için ise 0,040± 0,039 µm olup istatistiksel olarak anlamlı farklılık elde edildi(p<0,05). Spark plazma sinterleme yönteminin bükme dayanımı ve mikrosertliği artırdığı görüldü. Aynı zamanda yüzey pürüzlülüğü değerlerinin azaldığı tespit edildi. XRD ve SEM analizleri sonucunda spark plazma ile üretilen örneklerin tanecik büyümesi olmadan yoğunlaştıkları gözlemlendi. Spark Plazma Sinterleme yöntemi, geleneksel sinterleme yöntemine göre çok daha kısa sürelerde gerçekleştirilebilmektedir. Çalışmamızda yöntemlerin karşılaştırılması ve geliştirilmesine yönelik in-vitro ve in-vivo çalışmalar yapılması gerektiğini ve spark plazma sinterleme yönteminin diş hekimliğinde uygulanabilmesi için klinik ve dental laboratuvar şartlarına uygun hale getirilmesi gerektiği tavsiye edilmektedir. Böylece çalışmaların hızına ve spark plazma sinterleme yönteminin dental uygulamalara dönüşümüne katkı sağlanabileceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Spark plazma, 3Y-TZP, biaksiyal bükme dayanımı
Oral ve maksillofasiyal cerrahide geleneksel yöntemle üretilen plaklarla lazer sinter yöntemiyle üretilen plakların mekanik performansının karşılaştırılmalı değerlendirilmesi
Oral ve maksillofasiyal cerrahide travma tedavi yöntemlerinden biri açık redüksiyon ve internal fiksasyondur. Rekonstrüksiyon plakları açık redüksiyonda kullanılan fiksasyon aygıtlarından birisidir. Bu plaklar paslanmaz çelik veya titanyum alaşımlardan üretilmektedir. Titanyum alaşımlar içerisinde Ti6Al4V ELI sık kullanılan bir alaşım türüdür. Çalışmamızın amacı; Ti6Al4V ELI plakalardan CNC yöntemiyle ve Ti6Al4V ELI toz alaşımdan lazer sinterleme (selektif lazer ergitme) yöntemiyle üretilen rekonstrüksiyon plaklarının mekanik özelliklerinin değerlendirilmesini yapmaktır. Bu amaçla her iki grupta 54mm uzunluğunda 3mm kalınlığında 30 adet rekonstrüksiyon plağı üretildi. Statik 3 nokta bükme testi, yorulma testi, burulma testi, vickers sertlik testi, SEM-EDS, XRD, ICP-OES ve sonlu elemanlar analizleri yapıldı. Sonlu elemanlar analizi statik 3 nokta bükme testinin validasyonu şeklinde gerçekleştirildi. Statik 3 nokta bükme testinde elde edilen maksimum eğme kuvveti, akma kuvveti ve akma yer değiştirme miktarı ile burulma testindeki maksimumu tork değerlerine Mann Whitney U testi uygulandı. Sertlik analizi sonuçlarına bağımsız örneklem t testi uygulandı. Yorulma testi sonucunda CNC grubu plaklar 1.000.000 çevirim sayısına 60N'da ulaşırken lazer sinter grubu plaklar 40N'da ulaşmıştır. ICP-OES analizinde Ti oranları CNC grubunda %92,57 lazer sinter grubunda %91,32 bulunmuştur. Sonlu elemanlar analizi sonucunda ise plağın karşılayabileceği maksimum gerilim miktarı 862,5Mpa bulunmuştur. Maksimum eğme kuvveti, akma kuvveti ve maksimum tork değerlerinde CNC grubu lazer sinter grubundan istatistiksel olarak anlamlı şekilde yüksek bulunmuştur. Akma yer değiştirme miktarlarında lazer sinter grubu daha yüksek değerlere elde etmiştir ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Vickers sertlik testi sonuçlarında ise lazer sinter grubu plaklar CNC grubundan plaklardan istatistiksel olarak anlamlı şekilde üstün bulunmuştur. Lazer sinter yöntemiyle kişiye özel plaklar üretilirken plağın tasarımı, şekli, boyu ve kalınlığı değiştirilerek mekanik özellikler iyileştirilebilir. Ayrıca üretim (lazer dalga boyu, odak çapı, katman kalınlığı vb.) ve ısıl işleme ait parametreler (ısıl işlem sıcaklığı, süresi vb.) de değiştirilerek mekanik olarak üstün özelliklere sahip plaklar elde edilebilir. Çalışmamız bu noktada yol gösterici olacaktır.
T/M yöntemiyle üretilmiş pompa dişlilerinde gerilme analizleri
Bu çalışmada, piyasada kullanılan ve T/M (Toz Metalurjisi) yöntemi ile üretilmiş hidrolik pompa dişli takımının aynı çalışma şartları altında farklı mekanik özellikler ile meydana gelen gerilmeler incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Üreticiden temin edilen dişli takımı, CMM (Üç boyutlu Tarama) yöntemi ile bilgisayar ortamına aktarılarak üç-boyutlu model oluşturulmuştur. Hidrolik pompanın belirli çalışma şartları altında dişlilerin birbirine uyguladıkları temas kuvveti hesaplanmıştır. Elde edilen bu değer ve toz metal üreticisinden sağlanan mukavemet değerleri kullanılarak ANSYS WORKBENCH programı ile analizler yapılmıştır. Analizlerde, sinterleme sıcaklığı ve sinterlenmiş yoğunluğa bağlı mukavemet değerleri değiştirilerek, dişlilerin hangi şartlarda daha kolay deformasyona uğradığı araştırılmıştır.Sonuç olarak, sinterlenmiş yoğunluğun mekanik özelliklere birincil derecede etkidiği görülmüştür.
Demir esaslı toz metal parçaların indüksiyonla sinterlenmesinde parametrelerin belirlenmesi
Demir esaslı toz metal parçaların sinterlenmesi için fırında geleneksel sinterleme yöntemine alternatif olarak ?indüksiyonla sinterleme? yöntemi geliştirilmiştir. Demir, ağırlıkça %3 bakır+demir ve ağırlıkça %3 bronz+demir tozlarından oluşan numuneler 5 kW gücünde 25 kHz frekanslı ve 12 kW gücünde 30 kHz frekanslı indüksiyon cihazlarıyla sinterlenmesi başarılmıştır.İndüksiyon bobininin şekli ve boyutu, sinterleme sıcaklığı, sinterleme süresi, ön sinterleme, sinterleme ve soğutma parametrelerinin indüksiyonla sinterlemeye etkileri deneysel ve teorik olarak incelenmiştir.Demir esaslı toz metal numunelerin geleneksel sinterlemeyle 1120?C sıcaklıkta 30 dakika sinterleme süresiyle ulaşılan üç nokta eğme dayanım değerlerine, indüksiyonla sinterlemede aynı sıcaklıkta 8,33 dakikada (500 saniye) ulaşılmıştır. Homojen sinterleme ve yüzey kalitesi için 10x10 mm kare kesitli olan numunelerin, 8 mm bakır boru çaplı 32 mm iç ölçülü ?kare sarımlı? indüksiyon bobini içerisinden ?sabit ilerleme hızıyla? geçirilerek sinterlenmesi en uygun yöntem olarak belirlenmiştir.ANSYS programıyla yapılan indüksiyonla sinterleme modellemesinde manyetik akı ve ısı dağılımının, parça boyutu, bobin boyutu ve bobin kesitinin etkileri de incelenmiştir. Ön sinterleme süresi de bu modellemeyle belirlenebilmektedir.İndüksiyonla sinterlemede parça boyutlarına uygun sarılan bobin kadar bir hacim, sinterleme işlemi için yeterlidir. Bu yöntemle sadece sinterlenecek parça ısıtılmakta, geleneksel sinterlemedeki gibi fırın elemanlarının ısıtılmasına gerek kalmamaktadır.
Demir esaslı T/M parçaların düşük frekanslı indüksiyonla sinterlenmesinde sürenin etkisi
Bu çalışmada, toz metal parçaların düşük frekanslı indüksiyonla sinterlenmesinde sinterleme süresinin numunelerin mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Çalışma kapsamında %3 Cu, % 0,5 Grafit ve yağlayıcı olarak %1 Kenolube içeren Högenas ASC 100.29 demir tozu kullanılmıştır. Toz karışımı 600 N/mm2 sabit basınç altında preste sıkıştırılmış ve 10x10x55 mm boyutunda numune haline getirilmiştir.Numuneler, karşılaştırma amacı ile elektrik direnç fırınında 30 dakika klasik yöntemle ve indüksiyonla sinterleme düzeneğinde 8,33; 15; 30 dakika sürelerle 1120°C'de sinterlenmiştir. İndüksiyonla sinterleme, numuneleri atmosferin olumsuz etkilerinden korumak amacıyla %10 hidrojen içeren Azot-Hidrojen gazı ortamında yapılmıştır.Numunelerin sinterlemeden önce ve sonra boyut, ağırlık ve yüzey pürüzlülüğü ölçümleri yapılmıştır. Sinterlenmiş numunelerin 3 nokta eğme deneyi ile maksimum gerilme ve çökme miktarları ölçülmüştür. Numunelerin sertlikleri belirlenmiş ve mikroyapıları incelenmiştir.İndüksiyonla 8,33 dakika sinterleme ile 30 dakika klasik sinterlemede elde edilen maksimum mukavemet ve çökme miktarlarından daha yüksek değerler elde edilmiştir. İndüksiyonla sinterleme süresi arttıkça bu değerlerin de arttığı belirlenmiştir. Mikroyapı incelemelerinde, klasik sinterlemeye benzer şekilde indüksiyonla sinterleme süresi arttıkça bakırın demir tozları arasında ve etrafında daha fazla ergidiği belirlenmiştir.Geliştirilen indüksiyonla sinterleme düzeneği toz metal numunelerin seri üretime uygun olarak sinterlenmesine imkan sağlamaktadır.
Sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak Cu-TiB2 kompozit ile kaplanmış elektrik kontak malzemesinin yüzey özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada Cu alt tabaka malzemesi sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak Cu-TiB2 tozlarıyla kaplanmıştır. Uygulanan kaplama yönteminde kaplama tabakasını oluşturan kompozit malzemelerin takviye oranı ve sinterleme sıcaklığının etkilerine bağlı olarak mekanik ve mikroyapı özellikleri araştırılmıştır. Kaplama işleminde Cu matris tozları içerisine hacimsel olarak %0, %5, %12,5, %20 ve %25 oranlarında TiB2 tozu ilave edilerek 3D mekanik karıştırıcı ile karıştırılmıştır. Karıştırma işleminde karıştırma hızı 350 rpm, karıştırma süresi 25 dakika ve bilye/toz oranı 15:1 olarak belirlenmiştir. Farklı oranlarda karıştırılan tozlar Ar (argon) gazı atmosferinde çelik bir kalıp içerisinde 900, 950 ve 1050 °C ' de sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme sonrası üretilen numuneler Ar atmosferinde 110 MPa basınç altında tek yönlü olarak sıkıştırılmıştır. Üretim parametrelerinin numunelerin fiziksel ve mekanik özellikler üzerine etkilerini belirlemek amacıyla kaplama tabakası ve enine kesit mikroyapısı OM ve SEM görüntüleri, XRD ve EDS analizleri alınmıştır. Ayrıca, kaplama tabakası makro sertlik ve lineer ileri geri aşınma testlerine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre Cu altlık malzemesi sıcak preslemeli sinterleme yöntemi ile kaplandığında, Cu ve TiB2 tozlarının homojen bir şekilde karıştığı, OM ve SEM görüntülerinde iyi bir bağ oluşturduğu görülmüştür. Cu-TiB2 kaplama tabakasında TiB2 hacim oranı arttıkça kaplama yüzeyinin makro sertliğinin arttığı ve aşınma kaybının azaldığı tespit edilmiştir. Kaplama işleminde kullanılan sinterleme sıcaklığının artmasıyla, numunelerin mikro yapılarında tozlar arasındaki boşlukların azaldığı ve küçüldüğü, bunun da makro sertlikte bir artışa ve aşınma kütle kaybında bir azalmaya yol açtığı tespit edilmiştir.
Nikel-titanyum alaşımlarının mikrodalga sinterleme yöntemi ile üretimi
Nikel-Titanyum alaşımları şekil hafıza etkisene sahip mükemmel mekanik özellikleri, korozyon direnci ve biyouyumluluk gibi özellikleri sebebiyle medikal uygulamalarda kullanılmaktadır. NiTi alaşımları bir çok yöntem kullanılarak üretilmektedir. Toz metalurjisi ile üretilen NiTi alaşımları gözenekli yapılarından dolayı canlı dokunun gözeneklerin içerisinden geçmesine imkan tanır. NiTi alaşımları toz metalurjisinde bir çok sinterleme yöntemi kullanılarak üretimi gerçekleştirilmedir. Son zamanlarda mikrodalga sinterleme yöntemi ile NiTi alaşımları üretilmedir. Mikrodalga sinterleme yöntemi diğer yöntemlere göre yüksek mekanik özelliklere sahip alaşımlar üretilebilmekte, yüksek ısıtma hızı, düşük sıcaklık, düşük işlem hızı gibi avantajlara sahiptir. Bu çalışmada nano ve mikron boyutundaki Nikel ve Titanyum tozları %52Ni-Ti olacak şekilde homojen olarak karıştırılarak farklı basınçlarda sıkıştırıldı ve modifiye edilmiş ev tipi mikrodalga fırınında farklı sürelerde sinterlendi. Üretilen NiTi alaşımlarının implant malzemesi olarak kullanılabilirliğini tespit etmek amacıyla gözenek oranı, mikroyapısı ve mekanik özellikleri incelendi.
Elazığ vişne mermerinin işlenebilirliğine kesici takım matris bileşenlerinin etkisi
Bu çalışma, Elazığ Vişne Mermerinin (EVM) İşlenebilirliğine Kesici Takım Matris Bileşeninin Etkisini belirlemek amacı ile yapılmıştır. Mermer üretim maliyeti, esas itibariyle kesici takım performansı ile kontrol edilmektedir. Mermerin kesilebilmesi için öncelikle aşınma türü ile mermer taşı arasındaki etkileyici faktörlerin belirlenmesi gerekir. Mermer kesici takımlarının aşınmasını etkileyen faktörlerin başında aşındırıcı soket matrisi ve elmas partikülleri ile kayaç özellikleri arasındaki üçlü ilişki gelmektedir. Bu çerçevede kesici takım soketini oluşturan metallerin üretim yöntemlerinin mermer kesici takım (MKT) ömrünü nasıl etkileyebileceğinin bilinmesi de önemlidir. Bu nedenle kesici takım ömrünü uzatarak mermer üretim maliyetini düşürebilmek için kesici soketler de kullanılan metal ve bileşimleri ile bunların % miktarlarının ve üretim tekniklerinin EVM ve diğer mermer taşlarına göre belirlenmesi büyük bir önem arz etmektedir.Bu çalışmada özellikle EVM'nin kesme işleminde kullanmak amacıyla 85Cu15Sn bronzu ile %5 Co, %15 Cu ve %2-11 Ni katkılı matris bileşimine sahip elmaslı soketler toz metalürjisi (TM) yöntemiyle üretilmiştir. Ağırlıkça % 2, 5, 8 ve 11 oranlarında ve ortalama 2,5 µm tane boyutlu Nikel tozu matris bileşimine ilave edilmiş ve soketlerin üretimi 270 N basınç altında ve 670°C sinterleme sıcaklığında 4,5 dakika süreyle yapılmıştır. Hazırlanan matris karışımına toplam olarak %27 konsantrasyonunda 40/50 mesh tane boyutuna sahip sentetik elmas tozu ilave edilerek karıştırıcıda karıştırılmıştır. Daha sonra bu matris karışımı sıcak presleme yöntemiyle elmaslı soket haline dönüştürülmüştür. Üretilen soketler 350 mm çapındaki çelik testere disklerine 40Ag19Cu21Zn20Cd kimyasal bileşime sahip ve 1,2 mm çaplı lehim teli ile sert lehim yapılarak birleştirilmiştir.Soket matrislerinin gerçek öz kütleleri ile bağıl öz kütleleri Archimedes prensibine göre tespit edilip teorik öz kütleleri ile karşılaştırma yapıldı. Soket matrislerin sertlikleri Brinell Sertlik Ölçme Cihazı ile 62,5 kg yük altında ve 2,5 mm çaplı bilye kullanılarak ölçülmüştür. Soketlerin eğme mukavemeti üç noktalı eğme testi ile belirlendi.Deney amaçlı üretilen Ni katkılı ve katkısız MKT soketlerinin kesme performansı (aşınma miktarı) Elazığ'da bulunan Alacakaya Mermer, Şaheser Mermer ve Asmer Mermer Fabrikalarındaki PLC sistemli mermer kesme makinelerinde EVM kesilerek belirlenmiştir. Soketlerin aşınma miktarı beş ayrı yerden kumpasla ölçülerek belirlenmiştir.Soketlerin mikro yapı ve kimyasal bileşimi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve enerji dağılımlı X-ışını spektrometresinde (EDX) tekniklerinden faydalanılarak incelenmiştir.Deneysel çalışmalar sonucunda Ni ve diğer metal tozlarının MKT matrisi içerisinde oldukça homojen bir dağılım sergilediği gözlenmiştir. Ayrıca artan Ni katkı miktarı ile MKT matrislerinin sertliklerinde de artış olduğu tespit edilmiştir. Başka bir ifadeyle Ni katkı miktarı artışı ile MKT bünyesindeki gözenekli yapı azalmış olup bu azalmaya bağlı olarak numunelerin sertliklerinde bir miktar artış gözlenmiştir. Soketlerin gerçek öz kütlesi ile bağıl öz kütlelerinde de Ni ilavesine bağlı olarak artış olduğu görülmüştür. Üç noktalı eğme deneyi sonuçlarına göre %2-8 Ni katkılarında soketlerde eğme mukavemetinin arttığı, ancak daha sonra %11 Ni ilaveli numunelerde bu değerin düştüğü gözlenmiştir.SEM incelemelerinde, elmas tozlarının ve matristeki diğer alaşım elementlerinin dağılımının düzenli olduğu ve sinterleme etkisiyle elmas tanecikleri ile matris arasındaki gözeneklerin yok denecek kadar az olduğu tespit edilmiştir. Bu durum, MKT matrisi bünyesindeki Ni katkı oranının artması ile açıklanabilir. Aynı zamanda matris karışımının çok iyi sinterlendiği ve bu paralelde taneciklerin birleşerek boyun verdiği görülmüştür. Taneciklerin boyunlaşarak birleşmesi, sinterleme işleminin tam olarak amacına ulaştığı anlamına gelmektedir.XRD incelemelerinde sinterleme işlemi etkisiyle Cu327,92Sn88,08, CoCu2Sn, Cu41Sn11, CoCu2Sn, Co3Sn2, CoNiSn, Cu2Ni3Sn3, CoSn, Co3Sn2, NiSn, Cu5Sn, Ni4Sn, CuNi2Sn, CuSn, Co3Sn5, Cu9NiSn3, Cu5,6Sn, CoNiSn, Ni4Sn faz ve bileşiklerin oluştuğu tespit edilmiştir. Ayrıca önemli bir bulgu olarak %8?11 Ni katkılı matrislerin XRD incelemesinde monoklinik yapı olan ?-Bronzu (Cu6Sn5) kırılgan fazının oluştuğu gözlenmiştir.Diğer bir önemli bir bulgu ise NR (Referans Numunesi) dahil N1, N2 ve N3'te Co3C fazı, N4'te ise CoCx fazı oluşmuştur. Ayrıca % 11 Ni katkılı N4 numunesinde Co3C ? CoCx dönüşümü gerçekleşmiştir. Bu tespit aşınma sonuçları ile karşılaştırılırsa; özellikle %8?11 Ni'li numunelere ait aşınmış yüzey fotoğraflarında aşınma çizgilerinin iyice azalması şeklinde kendini göstermiştir. Bu da %2-11 Ni katkılı matris malzemesinin aşınma mukavemetinin referans malzemesine göre daha artmış olduğunu göstermektedir.Maksimum gerilme ve kopma gerilmesi değerlerinde %8 Ni katkısına kadar artma, %8?11 Ni katkılarında azalma olduğu tespit edilmiştir. Bu azalmaya %8?11 Ni katkılarının etkisi ile matriste oluşan ?-Bronzu (Cu6Sn5) kırılgan fazının sebep olduğu düşünülmektedir. Hatta matriste oluşan ?-Bronzu fazının sertlik artışının da bir nedeni olduğu düşünülmektedir. Bu arada Ni katkılı MKT'lerde Ni ilave miktarının artışı ile aşınma dirençlerinde de bir miktar artış olduğu görülmüştür. En yüksek aşınma direnci % 11 Ni katkılı numunelerde elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Mermer Kesici Soketi, 85Cu15Sn, Cu, Co, Ni, Mermer Kesici Takım Matrisi, Sıcak Presleme, Toz Metalürjisi, Mermer Kesici Takım Aşınması, Elazığ Vişne Mermeri, ?-Bronzu?
Toz enjeksiyon kalıplanmış steatit seramiklerin özelliklerine kalıplama ve sinterleme parametrelerinin etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, toz enjeksiyon kalıplama yöntemiyle steatit seramik parça üretilmiştir. Dört farklı besleme stoğu (PEG8000/PP/SA, PEG8000/PE/SA, PEG4000/PP/SA, PEG4000/PE/SA) için tork ve kılcal reometre çalışmaları yapılmıştır. Tüm besleme stokları için akış davranış indeksi, ergime akış indeksi, akıcılık ve optimum yükleme oranları ayrı ayrı tespit edilmiştir. Hacimce %58 Steatit + PEG8000/PP/SA bağlayıcı içeren besleme stoğu 200 0C sıcaklık için; en iyi reolojik özellikleri sergilemiştir. Bu özellikler, akış davranış indeksi (0,507), akıcılık (8,99x10-3Pa-1s-1) ve erime akış indeksi (988 g/dk.) olarak belirlenmiştir. Belirlenen en üstün (hacimce %58 steatit+PEG8000/PP/SA) besleme stoğu ile enjeksiyon kalıplama yapılmıştır.Kalıplanan numunelere çözücü ve ısıl bağlayıcı giderme (ön sinterleme) teknikleri uygulanmıştır. Çözücü bağlayıcı giderme sıcaklığı PEG'in ergime sıcaklığına yakın olarak seçilmiş ve 60-63 oC olarak belirlenmiştir. Isıl bağlayıcı giderme parametreleri TGA/DSC/DTA ısıl analizleriyle belirlenmiştir. En uygun ısıl bağlayıcı giderme hızı 1 0C/dk. olarak tespit edilmiştir.Sinterleme 1200-1300 0C sıcaklıklarda 2-4 saat beklemeyle açık atmosferli fırınında gerçekleştirilmiştir. 1300 0C sıcaklık ve 4 saat bekleme süresi için %99,9 teorik yoğunluğa ulaşılmıştır. Sinterlenen numunelere üç nokta eğme ve çekme testleri uygulanarak mekanik özellikler tespit edilmiştir. Artan yoğunlukla mukavemettin arttığı saptanmıştır. En iyi eğme ve çekme mukavemeti değerlerleri sırasıyla 154,8 ve 47,5 MPa'dır. Enjeksiyon ve bağlayıcı giderme parametrelerinin yüzey ve iç çatlak oluşumuna etkisi araştırılmıştır.X ışını kırınımıyla bileşik, EDS analiziyle de element analizi yapılmıştır. Optik ve taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) gözenek tayini (açık gözenek, izole gözenek, kapanan gözenek), geçirimli elektron mikroskobuyla (TEM) da tane büyüklüğü, tane sınırları ve yönelimler belirlenmiştir.
Demir esaslı molibden, nikel, bakır katkılı toz metal alaşımının mekanik özelliklerine bakır oranının etkisi
ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ DEMİR ESASLİ MOLİBDEN, NİKEL, BAKIR KATKILI TOZ METAL ALAŞIMININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE BAKIR ORANININ ETKİSİ İlyas SOMUNKIRAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı Bu çalışmada, Distaloy AE toz alaşımındaki artan bakır miktarının mekanik özelliklere etkisi incelendi Distaloy AE içindeki bakır miktarı %I 5 dan %6.5'e kadar artırıldı. Mekanik özelikler olarak çekme dayanımı, basma dayanımı ve senlik değerleri her bir alaşım kompozisyonu için belirlenmiştir Bütün numuneler çift etkili bir preste sabit pres kuvveti altında soğuk olarak preslenerek ve 1130°C sıcaklıkta 30 dakika süreyle Propan gazı atmosferinde sinterlenmiştir. Baz olarak Distaloy AE tozu seçilmiştir ve ağırlıkça sırasıyla %0.5, %1, %2, %3, %5 Bakır tozları ilave edilmiştir Mekanik özellikleri belirleyebilmek için çekme, basma ve sertlik deneyleri yapıldı. Her bir alaşım gurubunun yoğunluğu belirlenerek Distaloy AE alaşımındaki artan bakır oranının yoğunluğa etkisi incelenmiştir Sonuç olarak, alaşımlardaki bakır uranı artarken çekme, basma ve sertlik değeride artmaktadır. Ancak, %2.5Cu oranına kadar yoğunluğu artarken daha yüksek bakır ilaveleri için yoğunluk düşmektedir. Anahtar Kelimeler: Toz Metalürjisi, Demir Esaslı Alaşımlar, Distaloy AE, Mekanik Özellikler
Toz enjeksiyon kalıplanmış aluminanın mekanik özellikleri
Bu çalısmada, toz enjeksiyon kalıplama için agırlıkça %65 polietilen glikol, %30 polietilen ve %5 stearik asit içeren baglayıcı karısımı ile degisik oranlarda alumina içeren besleme stokları hazırlanarak reoloji denemeleri yapılmıstır. Reoloji denemeleri sonunda kullanılan alumina için kritik yükleme oranı bulunmustur. Hacimce %55 oranında alumina içeren besleme stogu olusturularak enjeksiyon kalıplama makinasında çekme ve egme numuneleri üretilmistir. Çekme ve egme numunelerinde baglayıcı giderme islemi yapılmıstır. Daha sonra çesitli ısıtma rejimlerinde sinterleme yapılmıs ve en iyi mekanik özellikler 1800ºC'ye kadar çıkılan ısıtma rejiminde elde edilmistir. Bu ısıtma rejiminde egme numunelerinde maksimum %79 teorik yogunluk, %13,74 büzülme oranı, 133 MPa egme mukavemeti degerleri elde edilmistir. Çekme numunelerinde ise aynı ısıtma rejiminde maksimum %85 teorik yogunluk, %14,17 büzülme oranı ve 64,17 MPa çekme mukavemeti elde edilmistir. Kırılan yüzeyler taramalı elektron mikroskobu ile incelendikten sonra uygun yüzeyler olusturularak mikro yapı incelemeleri yapılmıstır.
Süper alaşımların işlenmesine yönelik SİALON seramiklerin tane sınır fazı kristalizasyonunun incelenmesi
SiAlON seramikleri sahip oldukları üstün yüksek sıcaklık, mekanik ve termal özelliklerinden dolayı kesici uç uygulamalarında geniş kullanım potansiyeline sahiptirler. Bu malzemeler düşük aşınma oranları, yüksek sıcaklık dayanımları nedeniyle süper alaşımları yüksek hızda işlemede potansiyel malzeme haline gelmişlerdir. Ancak mevcut SiAlON kesici uçların süper alaşım işleme performansları, ticari olarak kullanılan Al2O3-SiCw kesici uçlara oranla daha düşük kırılma tokluğu ve kimyasal aşınma direncinden dolayı hala Al2O3-SiCw kesici uçlar kadar iyi değildir. SiAlON'ların kimyasal aşınma direnci kompozisyon, mikroyapı, ikincil takviye fazları, sinterleme ilavesi türü ve miktarı, tanelerarası faz kimyası (amorf veya kristal) ve katı çözünürlük (z) değeri ile kontrol edilmektedir. Malzemenin kimyasal aşınma özelliğinde çok etkili parametre olan SiAlON'un katı çözünürlük (z) değeri ve tane sınır fazı kristalizasyonu ilişkisini araştırmak önemlidir. Daha önceden yapılan çalışmalarda z değerinin sürünme, aşınma, termal şok direnci, mukavemet, kırılma tokluğu, sertlik ve yoğunlaşma davranışı üzerine etkisi araştırılmıştır. Ancak z değerinin tane sınır fazı kristalizasyonu üzerine etkisi çalışılmamış bir konudur. Bu amaçla 25?':75ß' faz oranında farklı dopant sistemleri (Y2O3-Sm2O3-CaO, Er2O3-Sm2O3-CaO, Yb2O3-Sm2O3-CaO) kullanılarak z değeri 0.6 olan, farklı miktarlarda sinterleme ilaveleri ile TiN ilaveli ve ilavesiz kompozisyonlar tasarlanarak, dopant türüne bağlı olarak z değerinin değişimi ve tane sınır fazı kimyası araştırılmıştır.Gerçekleştirilen çalışmalar sonrasında kristal tane sınır fazına sahip yüksek z değerlerinde SiAlON malzeme (0.6-0.9) gelişimi sağlanmış, kristalizasyon için en uygun dopant sisteminin Yb2O3-Sm2O3-CaO olduğu görülmüş ve z değeri yüksek, kristal tane sınır fazı ve yeterli sertlik ve kırılma tokluğuna sahip malzeme eldesi başarılmıştır.Anahtar Kelimeler Süper alaşım işleme, kesici uçlar, sinterleme, SiAlON-TiN kompozit
ZTO (Zn2SnO4) esaslı tozların hidrotermal yöntemle sentezlenmesi ve bu tozlardan ince film üretiminde kullanılabilecek hedef malzemesi üretilmesi
Dünyada artan nüfus ile gelişen teknolojiler arası rekabet artmakta ve dolayısıyla ileri teknoloji malzemelerin ön planda olduğu teknolojilerden beklenen performanslar da artmaktadır. İleri teknoloji malzeme gruplarından birisi olan metal oksit esaslı malzemeler, günümüzde, sağladıkları üstün malzeme özellikleri sayesinde optoelektronik sistemler, ekran teknolojileri, gaz sensörleri ve bilgi depolama sistemleri başta olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, ekran teknolojilerinde kullanılmak üzere indiyum içermeyen ZTO esaslı ince film malzemelerin geliştirilmesine yönelik, film üretiminde kullanılacak seramik hedef malzemelerin, toz sentezinden başlayarak kullanıma hazır nihai ürün haline getirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, nano boyutlu (~60 nm), yüksek yapısal (tek faz) ve kimyasal saflıkta (>%99.95 küt.), Zn2SnO4 seramik tozları, hidrotermal yöntem ile başarıyla sentezlenmiştir. Sentezlenen nano boyutlu Zn2SnO4 tozlarından başlanarak yüksek yoğunluk (~%95 relatif yoğunluk), ince tane boyutu (~0.8 µm) ve dar tane boyut dağılımına sahip ZTO hedef malzemesi konvansiyonel sinterleme yöntemiyle, T=1075 ºC'de t=2 saatte sinterlenerek üretilmiştir. Ek olarak, tez kapsamında geliştirilen ZTO hedef malzemesi, ticari ve katı hal sentezi yöntemiyle üretilen ZTO hedef malzemeleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, hidrotermal yöntemle üretilen seramik tozlardan başlanarak sinterlenen hedef malzemelerin, göstermiş olduğu üstün fiziksel, kimyasal ve mikroyapısal özellikleri sayesinde sıçratma prosesiyle ince film üretiminde proses verimliliği ve ince film kalitesi açısından büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca, Al2O3 katkılı Zn2SnO4 sentezi hidrotermal koşullar altında gerçekleştirilmiş, molce %8.0 Al2O3 katkısının ilave faz oluşturmadan Zn2SnO4 yapısını modifiye ettiği gösterilmiştir.
Low temperature sintering of zno-based ceramics and investigation of their varistor applications
Cold sintering process (CSP) is a promising ultra low-temperature sintering method that needs an aqueous solution for transition of atoms along with formation of dissolution-precipitation process under high pressures. In this thesis, technical and scientific investigations of the CSP were discussed by using ZnO as model material. ZnO bulk ceramics with >99.00 % theoretical density (T.D.) were obtained under 540 MPa pressure, at 140˚C temperature after 50 minutes dwell time and 7.00 wt % liquid with pH 5.5 via CSP. Change of liquid film thickness was evaluated during CSP. For detailed interactions of the sintering variables, responce surface methodology (RSM) using Minitab software was used with Cental Composite Design (CCD) method. pH was obtained as the most effective parameter of the CSP for the given experimental conditions and in the five experimental varibles of temperature, pressure, pH, liquid amount and the time. In the final part of the thesis, ZnO-Bi2O3 and ZnO-Bi2O3-Co2O3 varistor systems were produced by CSP method. Threshold voltage was expected to be increased for high voltage applications based on fine grains and higher amount of grain boundaries due to CSP. ZnO-Bi2O3-Co2O3 varistors with > 95.00 % T.D. were produced at 250˚C via CSP. α value obtained as 27 and thereshold voltage was 2200 V/mm, that are compatible with conventionally produced high voltage varistors.
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.