CaO-Al2O3-SiO2 (CAS) esaslı termal sprey kaplama tozu üretimi ve üretilen kaplamaların karakterizasyonu

Mevcut çalışmada, doğal hammaddelerden ve atık malzemelerden CaO-Al2O3-SiO2 (CAS) esaslı termal sprey kaplama tozu üretilmesi ve elde edilen CAS esaslı kaplamaların mekanik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda yumurta kabuğu, mermer tozu, zeolit, pomza ve saf alümina tozu ağ.% 57,5 SiO2, 27,5 CaO, 15 Al2O3 CAS stokiometrik bileşimini sağlamak için kullanılmıştır. Hassas olarak tartımları yapılan karışımlar 250 devir/dk hızda 6 saat sulu ortamda homojenizasyona tabi tutulmuş ve ardından 24 saat süreyle etüvde kurutulmuştur. Etüvden alınan CAS karışımları alümina potalar içerisinde 1450oC'de 2,5 saat süreyle ergitilmiş ve sonrasında grafit kalıba dökülerek şekillendirilmiştir. Kırma-öğütme-eleme işlemleri sonrasında elde edilen 45-125 μm boyutlarındaki CAS esaslı kaplama tozları AISI 304 çelikler üzerine plazma sprey tekniği ile kaplanmıştır. CAS esaslı kaplamaların karakterizasyonunda porozite miktarının istenen seviyenin üzerinde tespit edilmesi ve kaplama parametrelerinin kaplama sisteminden kaynaklanan problemler nedeni ile optimize edilememesi üzerine; tez çalışması, üretilen CAS tozlarının tek eksenli hidrolik pres yardımı ile şekillendirilip sinter CAS cam-seramiklerin üretimi ve karakterizasyonu şeklinde yönlenmiştir. Bu amaçla elek altı CAS cam tozların (< 45μm) preslenmesiyle üretilen peletler DTA analizlerinden faydalanılarak 1000-1270oC sıcaklık aralığında 1, 3 ve 5 saat süreyle sinterlenerek CAS kodlu cam-seramikler üretilmiştir. Gerçekleştirilen XRD analizlerinde üretilen CAS kodlu cam-seramiklerin anortit, wollastonit ve pseudowollastonit fazlarından oluştuğu belirlenmiştir. Kinetik çalışmalarda CAS kodlu camlar için kristallenme ve viskoz akış aktivasyon enerjilerinin sırasıyla 300,401 - 346,03 kJ.mol-1 ve 395,69 - 436,41 kJ.mol-1 aralıklarında değiştiği hesaplanmıştır. CAS kodlu cam-seramikler için ölçülen sertlik değerleri ise sinterleme sıcaklığı ve süresine bağlı olarak 872-1105 HV0.05 değerleri arasında değişim göstermektedir. Aşınma deneylerinde spesifik aşınma hızının 10-7 mm3/Nm mertebelerinde gerçekleştiği ve CAS esaslı cam-seramikler için temel aşınma mekanizmasının abrasif aşınma olduğu ve ayrıca bazı bölgesel delaminasyon aşınmalarının da yapıda mevcut olduğu tespit edilmiştir.