Manyezit atığından cam seramik üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada MgO-Al2O3-SiO2 (MAS) cam-seramiğinin ekonomik olarak üretimi için manyezit atığı kullanılmıştır. Isıl işlem sıcaklığının üretilen cam-seramiklerin kristalizasyon davranışına ve oluşan fazlara olan etkisi araştırılmıştır. Camların kristalizasyon davranışı, çekirdeklendirici olarak Li2O ve TiO2 kullanılarak çalışılmıştır. Kordiyerit bileşimi olan 2MgO.2Al2O3.5SiO2 kimyasal kompozisyonuna göre hammadde olarak %20 Kuvars, %35 Manyezit atığı, %25 Kaolinit, %20 Alümina, %2,5, 5, 10 Li2O ve %8 TiO2 kullanılmıştır. Karıştırma işlemi zirkonya bilyeler ile kuru olarak 8 saatte gerekleştirilmiş ve daha sonra hazırlanan karışım etüvde 110 oC'de 24 saatte kurutulmuştur. Toz karışımı alümina potada 1500oC'de 2 saatte ergitilmiştir. Ergiyen cam grafit kalıba dökülmüş ve daha sonra kalıntı termal gerilmeleri gidermek için 600oC'de 1 saat tavlama işlemi yapılmıştır. Kristalizasyon sıcaklığını saptamak için üretilen camlara diferensiyel termal analiz (DTA) ve termogravimetrik analiz (TGA) yapılmıştır. Numuneler cam-seramik dönüşümü için 1000oC, 1050oC, 1100oC, 1150oC and 1200°C'de 1,3,5 ve 10 saat sinterlenmiştir. Üretilen örnekler X ışını difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) ile karakterize edilmiştir. Cam tozunun sinterlenmesi viskoz akış ile gerçekleştiğinden, camın viskozitesinin düşürülmesi sinterlenebilme davranışını olumlu etkilemektedir. Yoğun cam seramik üretmek için kritik faktör camın viskozitesini düşürecek uygun cam kompozisyonu ve ergitici seçimidir. Birçok araştırmacı TiO2, NiO, ZrO2, MgF2, CeO2 ve ZnO gibi çekirdekleşticilerin ve ısıl işlemin MgO-Al2O3-SiO2 camının kristalizasyonuna etkilerini çalışmalarında incelemiştir. Buna rağmen Li2O'in kristalizasyon davranışına etkileri ulaşılabilen literatürde henüz detaylıca çalışılmamıştır. Bu çalışmanın temel amacı, daha önce tek başına çekirdeklendirici olarak çalışılmamış olan Li2O'nun MAS sistemine etkilerini incelemek ve çekirdeklendirici olarak TiO2 ilavesi ile beraber çeşitli kompozisyonlar hazırlanarak, endüstriyel bir atık malzemeden ekonomik olarak (düşük sıcaklık, düşük süre ve düşük hammadde maliyeti) MgO-Al2O3-SiO2 cam seramiği üretmektir. Anahtar kelimeler: MAS cam-seramik; Manyezit atığı