h-BN katkılı kordiyerit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, zeolitten elde edilen kordiyerit bileşimine farklı oranlarda h-BN ilave edilmiştir. Bileşimler farklı sürelerde sinterlenerek elde edilen numunelerin sinterleme davranışları, bazı mekanik ve termal özellikleri incelenmiştir. Bu özelliklerin incelenmesi ile kordiyeritin entegre devre altlıkları ve elektronik paketleme malzemelerine alternatif bir malzeme olarak uygunluğu araştırılmıştır. Belirlenen stokiyometriye uygun şekilde hazırlanan kordiyerit bileşimine, işlenebilirliğini kolaylaştırmak ve termal iletkenliğini arttırmak amacıyla %5, %10, %15 ve %20 h-BN ilave edilmiş ve bu bileşimler sırasıyla BN 5, BN 10, BN 15 ve BN 20 olarak kodlanmıştır. Toz hazırlama ve şekillendirme sonrası bileşimler 1350 °C'de 1 lt/dk'lık gaz debisi ile Argon (Ar) atmosferinde 60, 90 ve 120 dk süre ile sinterlenmiştir. Üretilen bulk malzemeler XRD, SEM ve EDS ile karakterize edilmiş, toplam pişme küçülmesi, yoğunluk ölçümü, görünür gözenek miktarı ve su emme miktarı tespit edilerek sinterlenme davranışları belirlenmiştir. Sonrasında spesifik ısı, termal difüzivite ve termal iletkenlik gibi termal özellikleri incelenmiştir. Ayrıca üretilen malzemelerin sertlikleri ölçülerek işlenebilirlikleri araştırılmıştır. Sinterlenen numunelerin hepsinde kordiyerit, spinel fazı, camsı faz ve h-BN fazı tespit edilmiş ve h-BN fazının artmasıyla blok halindeki kordiyeritlerin eş eksenli tanelere dönüştüğü gözlenmiştir. h-BN ilavesindeki artışa paralel olarak toplam pişme küçülmesi ve yoğunluğun azaldığı, görünür gözenek ve su emme miktarının ise arttığı görülmüştür. Sinterleme süreleri karşılaştırıldığında 90 dk sinterleme süresinin ideal sinterleme süresi olduğu sonucuna varılmıştır. Termal iletkenlik testinden elde edilen sonuçlara göre BN 10 numunesinin her üç sinterleme süresinde en yüksek termal iletkenlik değerine sahip olduğu tespit edilmiştir. İşlenebilirlik testleri sonucunda ise h-BN ilavesinin artması ile sertliğin düştüğü, numunelerin işlenebilirlik özelliklerinin arttığı belirlenmiştir.