Mullit-zirkonya kompozitlerin slip döküm yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu

Yapılan çalışma sırasında, mullit-zirkonya kompozitin slip döküm yöntemiyle üretiminde alümina kaynağı olarak alümina (Al2O3) ve kaolen (Al2O3.2SiO2.2H2O), silika ve zirkonya kaynağı olarak zirkon (ZrSiO4) kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan başlangıç hammeddelerine düşük sıcaklıklarda ve aynı zamanda yüksek yoğunlukta kompozit üretmek amacıyla kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) ilave edilmiş ve reaksiyon sinterlemesi sonucu elde edilen kompozitlerin faz ve mikroyapı analizlerinin yanı sıra mekanik karakterizasyonları da gerçekleştirilmiştir. Zirkon, alümina ve kaolen, tepkime için gerekli olan stokiometrik oranlarda, kolemanit ağırlıkça sırasıyla % 7 oranında ilave edilmiştir. Malzemelerin karıştırma işlemi gezegensel değirmende metil alkol kullanılarak yaş öğütme yapılmış ve boyutları mikron altına indirilmiştir. Hazırlanan karışımları slip dökümle şekillendirebilmek için dağıtıcı olarak ağırlıkça ~% 0.25 oranında Darvan C [PMMA (polimetiltakrilat)] kullanılarak pH ~ 9'da ağırlıkça % 45-55 katı içeren sulu süspansiyonlar hazırlanmıştır. Hazırlanan konsantre süspansiyonlardan 7,5 mm × 5 mm × 55 mm boyutunda çubuklar ve 10 mm çapında pelet üretmek üzere alçı kalıp içerisine dökülmüştür ve 1 gün boyunca 100 0C'lik sabit ısılı etüvde kurutulmuştur. Sinterleme işlemi 5 0C/dk. ısıtma hızında 1450 0C, 1500 0C ve 1550 0C'de 5 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Çalışma sırasında elde edilen bulgular sonucunda, laboratuvar ve analiz olanaklarını dikkate alarak slip dökümle şekillendirilmiş kolemanit katkılı hazırlanan slipin katı konsantrasyonundaki artışla beraber (%55 katı konsantrasyonlu MZK55) ~% 98 teorik yoğunluk değerine ulaşılmıştır. Farklı katı konsantrasyonlarıyla hazırlanmış slip dökümle şekillendirilen kompozit ürünlerde zirkonun parçalanmasının 1450oC sıcaklıkta tamamlandığı kompozisyonlar kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) içeren kompozisyonlar olmuştur. Slip dökümle şekillendirilmiş kolemanit katkılı ve katkısız kompozisyonların mikroyapı ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) analiz sonuçları incelendiğinde beyaz taneler zirkonya; gri tanelerin de mullit fazlarına ait olduğu söylenebilir. 1450 oC sıcaklıklarda sinterlenen örnekte mullit ve zirkonya taneleri arasındaki etkileşim 1500 ve 1550oC sıcaklıkta sinterlenen örneklere nazaran daha azdır. Slip döküm yöntemi ile üretilmiş mullit-zirkonya kompozit malzemenin mekanik karakterizasyonları literatürde konuyla ilgili yapılmış kompozit örneklerine ait mevcut bulgu ve sonuçlarla karşılaştırıldığında yakın değerlere sahiptir.