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.