Karbon karası tozları içeren gözenekli alümina seramiklerinin sinterlenmesi ve karakterizasyonu

Gözenekli seramikler, seramik malzemelerin sahip oldukları üstün özellikler ile gözenekli yapının getirdiği avantajların bir arada elde edildiği malzemelerdir. Sertlik, kimyasal dayanım, yüksek sıcaklık dayanımı, hafiflik, ısı yalıtımı gibi özelliklerin kombinasyonu sayesinde gözenekli seramikler filtreleme, adsorpsiyon, hafif yapı elemanları ve ısı yalıtım uygulamalarında yaygın biçimde kullanılabilmektedirler. Alümina esaslı gözenekli seramikler bu uygulamalar için en önemli malzemelerden bir tanesi olup, alüminanın iç özelliklerine ilave olarak yapıdaki gözeneklerin miktarının, boyutunun ve birbirleri ile bağlanma durumunun yakından kontrol edilmesi nihai malzemenin özelliklerini belirlemektedir. Boşluklu yapının sağlamış olduğu hafiflik ve ısı yalıtımının arttırılması amaçlanırken, malzeme mukavemetinin en yüksek seviyelerde tutulması gerekmektedir. Bu çalışmada poroz alümina seramikleri gözenek oluşturucu ajan olarak karbon karası tozları kullanılarak üretilmiştir. Karbon karası ve alümina toz karışımları, genellikle yoğun malzemelerin üretiminde tercih edilen spark plazma sinterleme (SPS) tekniği ile sinterlenmişlerdir. Sinterleme işlemini takiben karbon karası tanelerinin yapıdan uzaklaştırılmasıyla gözenekli Al2O3 seramikleri üretilmiştir. Kullanılan karbon karası tozlarının yüzey alanının 40 m2/gr'ın üzerine çıkmasıyla tozların mikroyapı içerisindeki dağılımlarında problemler görülmüştür. Ancak bu durumun mekanik ve ısıl özellikler üzerinde belirgin bir olumsuz etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca, kısmi sinterleme süreci boyunca SPS yönteminin kullanılmasıyla elde edilen taneler arası bağlanma, mukavemetin geleneksel yöntemle sinterlenen numunelere kıyasla en az iki kat artışını sağlamıştır