Zn/Ti oranının ZMAS (ZnO-MgO-Al2O3–SiO2) cam seramiklerin kristallenme davranışı üzerine olan etkisi

Mevcut çalışmada temel bileşim %15ZnO, %20,48 MgO, %19,90Al2O3, %38,62SiO2 olup; farklı Zn/Ti oranını karşılayacak şekilde bileşimdeki ZnO'nun ağırlıkça azaltılıp yerine TiO2'nin sisteme dahili olarak ilave edilmesiyle üç farklı kompozisyon hazırlanmıştır. ZMAS-1, ZMAS-2 ve ZMAS-3 olarak adlandırılan sistemler ZMAS-1 için ağırlıkça %15ZnO, %20,48MgO, %19,90Al2O3, %38,62SiO2, %5TiO2, %1Sb2O3; ZMAS-2 için ağırlıkça %12,5ZnO, %20,48MgO, %19,90Al2O3, %38,62SiO2, %7,5TiO2, %1Sb2O3 ve ZMAS-3 için ağırlıkça %10ZnO, %20,48MgO, %19,90Al2O3, %38,62SiO2, %10TiO2, %1Sb2O3 içermektedir. Stokiyometrik olarak MAS üçlü denge diyagramının spinel oluşum bölgesinde belirlenerek hazırlanan reçeteler doğrultusunda saf hammaddelerin tartımı sonucu başlangıç ZMAS toz bileşimleri elde edilmiştir. Homojenizasyon işlemi bilyalı değirmende 12 saat kuru ortamda gerçekleştirilmiş ve bu işlemin ardından ZMAS toz karışımları asansörlü ergitme fırını yardımı ile alümina pota içerisinde 1450-1500°C sıcaklık aralığında 3,5 saat sürede ergitilmiştir. Eriyik cam grafit kalıp içerisine dökülüp şekillendirilmiş ve bu işlemin hemen ardından 600°C'de tavlama fırınında 1 saat boyunca gerilim giderme tavlaması işlemi gerçekleştirilmiştir. ZMAS esaslı cam numunelere kırma-öğütme-eleme, işlemleri yapılarak fazların belirlenmesi için XRD ve ısıl özelliklerin belirlenebilmesi için, DTA analizleri uygulanmıştır. Üretilen ZMAS camlar, DTA analizi yardımı ile belirlenen sıcaklıklar ve sürelerde (800°C-950°C 1-5 saat) 5°Cdk ısıtma hızında yapının mukavemet kazanması için tek kademeli ısıl işlem uygulanarak sinterlenmesi ile ZMAS cam-seramikler elde edilmiş olup; XRD ve SEM analizleri yapılmıştır. Gerçekleştirilen XRD analizlerine göre ZMAS esaslı cam-seramiklerin gahnit, enstatit ve kuvars fazlarından oluştuğu belirlenmiştir. ZMAS esaslı cam-seramiklerin mikrosertlik, yoğunluk ve dielektriksel özellikleri de incelenmiştir. ZMAS esaslı cam-seramik malzemeler için belirlenen sertlik değerleri sinterleme sıcaklık ve süresine bağlı, olarak 548-1020 HV0,05 aralığında değişkenlik göstermektedir. Arşimet yöntemiyle belirlenen yoğunlukların ise 2,13-3,05 g/cm3 değerleri arasında olduğu görülmüştür. Zn/Ti oranının azalmasıyla beraber dielektrik sabitinin azalma yönünde ve dielektrik kaybının ise artma yönünde bir eğilim gösterdikleri tespit edilmiştir.