Vermikülitten üretilen cam-seramik malzemelerin karakterizasyonu ve işlenebilirlik özellikleri

İşlenebilir cam-seramik malzemeler; ergitme ve döküm sonrası şekillendirmeyle elde edilen camlara kontrollü kristalizasyon ısıl işlemi uygulanması ile üretilirler. Geleneksel metal işleme aletleriyle karmaşık şekillere ve hassas parçalara hızlı ve ekonomik bir şekilde işlenebilirler. Bu çalışmada, vermikülit cevherinden cam ve işlenebilir cam-seramik malzemelerin üretim imkanları araştırılmıştır. SİVAS/Yıldızeli bölgesi vermiküliti 1050 ℃'de kalsine edilmiş, daha sonra SiO2, Al2O3, K2O, MgF2 ve B2O3 katılarak işlenebilir cam-seramik bileşimleri hazırlanmıştır. Hazırlanan bileşimler alümina bilyeli değirmende 1 saat süre boyunca öğütme ve karıştırma işlemine tabi tutulmuştur. Homojen karıştırılan tozlar alümina potada 1500 ℃'de 1 saat bekleme süresi sonrasında ergitilmiş ve grafit kalıba dökülerek cam üretimi gerçekleştirilmiştir. Döküm sonrasında cam yapıda oluşan iç gerilmelerin giderilmesi amacıyla 600 ℃'de 1 saat tavlama ısıl işlemi yapılmıştır. Üretilen camların XRD analizleri sonucunda amorf yapıda oldukları tespit edilmiştir. Amorf cam tozlara DTA/DSC yapılarak camsı geçiş ve kristalizasyon ısıl işlem sıcaklıkları belirlenmiştir. Belirlenen sıcaklıklarda kademeli ve direkt ısıl işlem uygulanarak cam-seramik dönüşümü gerçekleştirilmiştir. Cam-seramik malzemelerde XRD ile faz analizi, SEM ile mikro yapı karakterizasyonu, termal analiz ile kristalizasyon kinetiği hesaplamaları yapılmıştır. Cam ve cam-seramiklerin mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla sertlik, kırılma tokluğu ölçümleri ile işlenebilirlik testi uygulanmıştır. Ayrıca Arşimed prensibine göre cam ve cam-seramiklerin yoğunlukları hesaplanmıştır. Çalışmalar sonucunda kademeli ısıl işlem gören B0 bileşimli cam-seramiğin, direkt ısıl işlemlerde ise B10 bileşimli cam-seramiğin (1100 ℃ 10 saat) en iyi işlenebilirliğe sahip olduğu ölçülmüştür. Bu iki cam-seramik işlenebilirlik uygulamaları için tavsiye edilebilir.