31
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Elazığ-Uslu köyü çömlekçi kilinin seramik çamur, sır ve astar bünyelerinde kullanım özelliklerinin araştırılması
Anadolu, Neolitik dönemlerden bugüne geleneksel anlamda seramik üretimi yapan merkezler açısından zengin bir tarihi geçmişe sahiptir. Mevcut kaynaklara göre yüzyıllık bir geçmişi bulunan Elazığ ili, Sivrice İlçesi, Uslu köyü önemli geleneksel çömlek üretim merkezlerdendir.Bu çalışmada, kırmızı kilin seramik astar, çamur ve sır bünyelerinde alternatif hammadde olarak ve geleneksel kullanımın dışında farklı şekillerde değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Uslu köyü kırmızı kilinin mineralojik, fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiştir ve reçetelerde kullanılmıştır. 1000-1160 0 C sıcaklık aralığında açık kiremit renginden kızıl kahverengiye değişen bir renk değişimi gösteren kilin, herhangi bir katkı ilavesine gerek olmadan, öğütüldükten sonra astar hammaddesi olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Kuru mukavemet değeri; 39,12 kg/cm2 olan kil tek başına ve stoneware çamur reçetesi içinde kullanıldığında uygun plastik (yarı yaş) şekillendirme özelliklerine sahiptir. Kırmızı kil; bor, alkali ve kurşun içeren ergiticilerle birlikte zengin görsel etkilere sahip sırlı yüzeyler oluşturmuştur. Bu nedenle yüzyılı aşkın bir süre boyunca klasik çömlek üretiminde kullanılan bu hammaddenin, astar, çamur ve sır bileşeni olarak değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır.
SnO2 ilavesiyle MgO-MgAl2O4 kompozit refrakterlerin mekanik özelliklerinin, ısıl şok ve korozyon davranışlarının araştırılması
SnO2'in değişik oranlarda MgO-spinel'e ilavesiyle elde edilen farklı kompozisyonlardaki kompozit refrakter malzemelerin mekanik özellikleri, ısıl şok ve korozyon davranışları incelenerek, meydana gelen değişiklikler tespit edilmiştir ve bu faktörleri etkileyen parametreler araştırılmıştır. Farklı kompozisyonlarda üretilen refrakterlerin; yoğunluk, mukavemet, elastik modül, kırılma tokluğu, kırılma yüzey enerjisi, iş enerjisi, kritik hata boyutu ve ortalama MgO tane boyutu verileri ölçülerek değerlendirilmiştir. Ayrıca; MgO-spinel'e SnO2 ilavesiyle yeni faz oluşumu ve meydana gelen mikroyapısal değişiklikler: XRD ölçümleri ve SEM analizleri ile tespit edilmiştir. Farklı kompozisyonların mekanik özellikleri ile yapısal değişimleri arasındaki ilişkiler tespit edilmiştir. Refrakter malzemelerin yüksek sıcaklık performansını tespit etmek için kullanılan ısıl stres/şok parametreleri (R, R''', R'''', Rst) ve ?WOF/?S oranları hesaplanmıştır. 500 °C ve 1000 °C'lerde test edilen numunelerin ısıl şok davranışları incelenmiştir ve ölçülen mekanik özelliklerin değerlendirilmesiyle yüksek ısıl şok direnci gösteren kompozisyonlar belirlenmiştir. Ayrıca; korozyon testleri yapılan refrakterlerde korozyona uğrayan bölgelerin: i) penetrasyon, ii) derinlik,iii) genişlik ve iv) yayılma alanları ölçülerek korozyon dirençleri belirlenmiştir. Yüksek performans gösteren optimum kompozisyonlar tespit edilmiştir. SnO2'in MgO-spinel'e ilavesiyle refrakter malzemelerin mekanik özelliklerinde, ısıl şok ve korozyon dirençlerinde önemli ölçüde iyileşmeler sağlanmıştır.Anahtar Kelimeler: MgO, Spinel, SnO2, Kompozit, Refrakter, Mekanik Özellikler, Isıl Stres/Şok Parametreleri, Isıl Şok, Korozyon.
Oksinitrür camların kızılötsi geçirimlerinin iyileştirilmesi
Oksinitrür camlar yapıları itibariyle yüksek mekanik değerlere sahiptirler. Bu özelliğin en temel sebebi azot elementinin yapıda oksijenle yer değiştirmesi ve azot atomlarının üçlü bağ yapabilmeleridir. Kalgojen ve halojen camlar yüksek ışık geçirgenlikleri dolayısıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, oksinitrür camların optik özelliklerinin iyileştirilmesi ile bu camlar, kalgojen ve halojen camların yerine kullanılabilir.Bu tezde oksinitrür camların optik ve mekanik özellikleri incelenmiş ve farklı nadir elementlerin ve farklı miktarlarda katılan azotun oksinütrür camların özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Sertlik, yoğunluk, optik geçirgenlik, bağ karakterizasyonu ve cam geçiş sıcaklığı testlerinin sonuçları açıklanmış ve yorumlanmıştır. CaSiAlON sisteminde Eu nadir elementi içeren camlarda, YSiAlON sisteminde ise eşdeğerce %5 azot içeren camlarda en yüksek geçirim değerleri tespit edilmiştir. Sertlik, yoğunluk, bağ karakterizasyonu ve Tg testleri sonuçlarında azotun yapıya bağlanabildiği gözlemlenmiştir.Bu çalışmada, oksinitrür camların optik ve mekanik özellikleri hakkında elde edilen sonuçlar, fiber cam üretimi amaçlanan başka bir proje için ön çalışma olmuştur. En yüksek kızılötesi geçirime sahip bileşimler fiber cam üretiminde öncelikli olarak kullanılacaktır. Fiber halde üretilecek oksinitrür camların tıp sektöründe kullanılan Er:YAG lazerini taşıyıcı olarak kullanılması planlanmaktadır.Anahtar Kelimeler: Oksinitrür cam, mekanik özellikler, karakterizasyon,kızılötesi geçirim.
Parlatılmış porselen karonun lekelenme direncinin arttırılması
Bu çalışmada, parlatılmış porselen karoların mikroyapıları incelenmiş ve mikroyapıda yer alan porların aspekt oranlarının lekelenme direncini etkileyen kritik bir faktör olduğu görülmüştür. Porselen karoların sinterleme şartlarının ve kompozisyonda kullanılan malzemelerin özelliklerinin bünye viskozitesine, viskozitenin mikroyapıya ve mikroyapının da lekelenme direncine olan etkileri de sistematik bir şekilde incelenmiştir. Bu çalışmayla, porselen karo literatüründe ilk defa viskozite ölçümleri termomekanik analiz cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Porselen karoların çalışılan sistem içerisinde sahip olmaları gereken viskozite değerlerinin alt ve üst limit değerleri üzerinde durulmuştur. Alt limit değeri, karoda düşük viskoziteden dolayı meydana gelen karo deformasyonuna göre, üst limit değeri ise, porların etkin olarak kapatılamaması ve bu nedenle kötüleşen lekelenme dayanımına göre belirlenmiştir. Yüksek lekelenme direncine sahip porselen karoların üretilebilmesi için sadece kompozisyonların tane boyutlarının değişiminin yeterli olmadığı, hem kompozisyonel hem de tane boyutunun birlikte değişiminin gerekli olduğu tespit edilmiştir.Anahtar kelimeler: Parlatılmış porselen karo, leke dayanımı, porselen bünye viskozitesi.
Porselen karo bünyelerinde sinterleme hızı-kompozisyon ilişkileri
Bu tezde, porselen karoların sinterleme sıcaklıklarının düşürülmesi ve/veya pişirim sürelerinin azaltılması amacıyla porselen karo bünyelerinde kompozisyon - sinterleme davranışı ilişkileri araştırılmıştır. Ayrıca farklı tane boyut ve dağılımının sinterleme davranışı ve nihai ürün özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Toprak Seramik karo fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, standart porselen karo bünyesinin camsı faz kompozisyonu referans alınmış ve yeni camsı faz kompozisyonları Seger formulü kullanılarak hazırlanmıştır. Camsı fazların ısıl davranışları ısı mikroskobu ile incelenmiş ve düşük yumuşama sıcaklığına ve viskoziteye sahip olan camsı faz kompozisyonları belirlenmiştir. Buna göre camsı faz kompozisyonlarında azalan MgO/CaO oranı ile özellikle Na2O/Li2O oranı ve artan toplam alkali miktarı ile camsı fazların yumuşama sıcaklıkları ve viskozitelerinin belirgin şekilde düştüğü belirlenmiştir. Yeni porselen karo bünye reçeteleri bu camsı faz kompozisyonları üzerinden oluşturulmuştur. Sonuçlara göre, porselen karoların pişirim sıcaklıklarının 1185 ? C ve pişirim sürelerinin 35 dakikaya kadar düşürülmesi mümkün olmuştur. Bünyelere yapılan az miktarda Li2O ilavesi ve artan toplam alkali miktarı sinterlenme sırasında gelişen camsı fazın viskozitesini düşürerek bünyelerin sinterleme hızını arttırmıştır. Özelikle yapılan Li2O ilavesi camsı fazın viskozitesini belirgin şekilde düşürerek müllit kristaller miktarını artırmış ve kristallerin iğnesel şekilde oluşmasını sağlamıştır. Böylece porselen karo bünyelerinin teknik özellikleri artmış ve camsı fazın düşük viskozitesine rağmen bünyelerin deformasyonunda iyileşme sağlanmıştır. Bünye kompozisyonlarında CaO'in varlığı bünyelerde küresel anortit kristallerinin gelişmesini sağlamıştır. Camsı faz yapısına giremeyen CaO, camsı fazın viskozitesi üzerinde etkili olamadığından azalan MgO/CaO oranı ile bünyelerin sinterlenmesi zorlaşmıştır. Ayrıca geliştirilen bünyelerin kalıntı kuvars miktarları standart bünyeninkine göre azaldığı için bünyelerin ısıl genleşme katsayısı değerleri düşmüştür. Son olarak geliştirilen reçeteler üzerinde yapılan öğütme çalışmaları, daha kısa öğütme sürelerinde, daha yüksek elek bakiyelerde çalışılarak bünyelerin sinterlenmesinin mümkün olduğunu göstermiştir.
ZnO esaslı varistörlerde yönlenme gelişimi, evrik sınırların yönlenme gelişimine etkisi ve yönlenme ile elektriksel özelliklerin ilişkisi
Morfolojik ve kristallografik yönlenmenin ZnO-esaslı varistörlerin elektriksel özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Yönlenmiş çekirdekle kontrollü tane büyümesi tekniği (Templated Grain Growth-TGG) ile yüksek derecede yönlenmeye sahip ZnO-esaslı varistörler üretilmiştir. İğnemsi, anizometrik ZnO çekirdekleri hidrotermal yöntem ile sentezlenmiştir. Çekirdeklerin büyüme davranışı farklı matris kompozisyonlarına bağlı olarak incelenmiştir; çekirdek içeren ve içermeyen ZnO, ZnO/Bi2O3, ZnO/Bi2O3/TiO2, ZnO/Bi2O3/SnO2 ve bir düşük voltaj varistör kompozisyonu. Yönlenme gelişimi ve dağılımının incelenmesi için stereolojik analizler, geri yansıyan elektron difraktometresi (EBSD) ve x-ışınları difraktometresi (XRD) tekniklerinden yararlanılmıştır. Çekirdek içeren varistör sisteminde, (0001) EBSD pole figürü verilerinden hesaplanan yönlenme dağılımı r ve XRD verilerinden hesaplanan yönlenme fraksiyonu f değerleri sırası ile 0.34 ve 0.98 olarak bulunmuştur. Çekirdek içermeyen varistör sisteminde de, şerit döküm sırasında matris tozunun yönlenmesine bağlı olabilecek belirgin derecede yönlenme gözlenmiştir. Bu sistem için hesaplanan r ve f değerleri sırası ile 0.47 ve 0.52'dir. Her iki sistem için de eşik voltajları mikroyapılarla uyumlu şekilde anizotropik olarak ölçülmüştür. Ancak, yüksek derecede yönlemeye sahip varistör sistemlerinde dahi doğrusal olmayan katsayının ( ? ) izotropik olduğu gözlenmiştir. Diğer taraftan, kapasitans-voltaj (C-V) analizlerinin sonuçlarından, Schottky bariyer yüksekliklerinin anizotropik oldukları hesaplanmıştır.
Diopsit esaslı duvar karosu sır ve angoplarının geliştirilmesi
Bu çalısmada opaklık; SiO2-CaO-MgO-B2O3-Na2O-K2O cam seramiksisteminde gelistirilen firitlerde diopsit kristalizasyonu ile sağlanmıstır. Tezinbirinci bölümünde diopsit esaslı firitlerde yapılan kompozisyonal değisimlerinsırın ısıl davranısı, mikroyapısı ve optik özellikleri (L* değeri ve parlaklık)üzerindeki etkisi incelenmistir. Yapılan çalısmalar parlaklık ve beyazlık indisininsır mikroyapısına bağlı olduğunu göstermistir. Mikroyapılarında ?%40'dan fazlakristal faz içeren diopsit esaslı duvar karosu sırlarının L* değerleri 90'ın üzerindeölçülmüstür. Kompozisyonlarında ağırlıkça %12'den fazla (Na2O+K2O+B2O3)içeren sırların parlaklık değerlerinin 40'dan yüksek geldiği tespit edilmistir.Çalısmalar sır pürüzlülüğünün parlaklığa etki eden bir diğer önemli parametreolduğunu göstermistir. Yüzey pürüzlülüğü 1,5 ?m'dan küçük olan sırlarınparlaklık değerleri ?40'dan yüksek ölçülmüstür. Tezin ikinci bölümündesinterleme ve yumusama sıcaklığı yüksek diopsit esaslı firitlerin angopkompozisyonunda kullanımı ile yüksek opaklıkta angopların elde edilebileceğisaptanmıstır. Çalısmalar ayrıca angopta yapılan kompozisyonal değisimler ileangop temel özelliklerini (opaklık, sıvı geçirimlilik ve ısıl genlesme katsayısı)kontrol etmenin mümkün olduğunu göstermistir. Çalısmalar sonucundagelistirilen diopsit esaslı firit ve angoplar ile hammadde maliyetleri sırasıyla?%30 ve %20 oranlarında azaltılmıstır.Anahtar Kelimeler: Diopsit, Cam Seramik, Duvar Karosu Sırları, Angop
Seramik karoların ultrasonografik tahribatsız muayene metodu ile incelenmesi
Seramik karo üretiminde kalite kontrolü zor ve işgücü yoğun bir süreçtir. Kalite kontrolünde en önemli basamağı ürünün istenilen yoğunluk ve mukavemete ulaşması oluşturmaktadır. Geleneksel yöntemlerle yapılan yoğunluk ölçüm testleri mevcut üretimden seçilen temsili ürünler için yapılabilmekte ve yaklaşık 8 saat sürmektedir. Kalitenin arttırılması ve üretime anında müdahale edilebilmesi açısından bu sürecin kısaltılması ve çok daha fazla ürün için gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Buradan hareketle yapılan çalışmalarda tahribatsız muayene yöntemlerinden ultrasonik test yönteminin kullanımı araştırılmıştır. Granit karo granüllerinden hazırlanmış karolar farklı sıcaklıklarda sinterlenerek temaslı ultrasonik A-tarama ile ultrasonik dalgaların ilerleme süresi ve hızının yığınsal yoğunluk, görünür yoğunluk, görünür porozite (%) ve su emme (%) ile değişimi incelenmiştir. Geleneksel yöntemle ölçüm yapmaya gerek kalmadan elde edilen ultrasonik hız-yığınsal yoğunluk, ultrasonik hız-görünür yoğunluk, ultrasonik hız-görünür porozite (%), ultrasonik hız-su emme (%) kalibrasyon eğrilerini kullanarak ve sadece ultrasonik hız ölçümü yaparak diğer özellikler (yoğunluklar, porozite, su emme) belirlenebilmektedir. Delikli numunelerde, iletilen ultrasonik dalgaların enerjisinin azalması sebebiyle ultrasonik pik şiddeti azaldığı görülmüştür. Daldırma ultrasonik C-tarama ile karolardaki çeşitli hatalar incelenerek hata boyutu ve yeri ile ilgili detaylı bilgi elde edilmiştir. Hatanın yüzeye uzaklığı ile ilgili taramalı elektron mikroskobu (SEM) karakterizasyon görüntüleri, ultrasonik C-tarama ile elde edilen hata yeri bilgisini desteklemektedir. Yurtdışında yapılan temassız ultrasonik C-tarama analizleri ise hata çeşidine göre farklı sonuçlar vermiştir. Temassız ultrasonik yöntem ile ultrasonik süre ölçümleri mevcut laboratuvar imkânlarıyla denenmiş ancak kullanılan temassız probların ultrasonik sinyalleri iletmemesi nedeniyle ölçüm yapılamamıştır.
Eskişehir-Şarhöyük (Dorylaion) arkeolojik kazılarında ele geçen hellenistik dönem seramiklerinin (kalıplı kaseler ve batı yamacı seramikleri) karakterizasyonu
Arkeometrik bir çalışma çerçevesinde gerçekleştirilen bu çalışmada Kültür ve Turizm Bakanlığı ve Anadolu Üniversitesi işbirliği ile 1989 yılından bu yana sürdürülen Eskişehir-Şarhöyük (Dorylaion) antik kenti kazı çalışmalarında ele geçen 26 kalıplı kase (Megara kasesi) ve 22 Batı Yamacı seramik parçasının üretim süreçlerine yönelik parametreler (bünye ve astar tabakalarında kullanılan hammaddeler, pişirim sıcaklıkları ve atmosferi, mikroyapısal özellikleri v.b.) aydınlatılmaya çalışılmıştır. Bu bağlamda, karakterizasyon sürecinde X-ışını floresans (XRF), X-ışını difraksiyon (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile birlikte enerji dağılımlı X-ışınları spektrometresi (EDX), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), mikro-Raman spektroskopisi ve termal gravimetri-diferansiyel termal analiz (TG-DTA) yöntemleri kullanılmıştır. Elde edilen bulgular, buluntu bünyelerinin bazen kalsit ve dolomit içeren illitik kil minerallerine sahip kil kaynakları ile üretilmiş olduğunu göstermektedir. Bünye pişirim sıcaklıklarının oldukça geniş bir aralığa sahip olduğu ve 1100 0C'ye kadar ulaşabildiği görülmüştür. Bünyelere göre demirce daha zengin astar tabakalarındaki renk farklılıklarının ise pişirim atmosferinin kontrolü ile elde edildiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, iki ürün gurubu karşılaştırılarak aralarındaki temel farklılıklar ortaya konulmuştur. Megara kasesi bünyeleri üretiminde ağırlıklı olarak kalsit içeren kil kaynaklarının, Batı Yamacı seramik bünyeleri üretiminde ise ağırlıklı olarak dolomit içeren kil kaynaklarının kullanılmış olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, Batı Yamacı seramikleri astar tabakalarının Megara kasesi astar tabakalarına göre demirce daha zengin olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda Dorylaion antik kenti Hellenistik dönem pişmiş toprak ürünlerinin üretim teknolojisi hakkında bilgi birikimi sağlanmıştır.
İnorganik esaslı fosforesans pigmentlerin üretimi, geleneksel cam ve sır sistemlerinde kullanımı
Fosforesans özelliğe sahip pigmentler soğurdukları belli dalga boyundaki ışığı, ışık kaynağı kendilerinden uzaklaştırıldığında etrafa yaymaktadırlar. ZnS:Cu malzemesinin yeşil ışık yayabildiği ancak, değerlendirildiği uygulamalarda sunduğu parlaklık ve bu parlaklığın sürekliliğinin sınırlı kaldığı (sadece birkaç saat) uzunca bir süredir bilinmektedir. Böylesi bir dezavantajı ortadan kaldırmak üzere stronsiyum alüminat sisteminde mavi, yeşil, mavimsi-yeşil, sarımsı-yeşil renkte ışıma sergileyen pigmentler geliştirilmiştir. Üretilen malzemelerin gün ışığında ya da genellikle 365-520 nm dalga boyu aralığında mor ötesi ışın altında tutulmaları sonucu karanlıkta fosforesans özellik elde edilmektedir.Bu çalışmada, belli dalga boyundaki (görünür aralık) ışığı emerek (soğurarak) karanlıkta yayan, uzun ışıldama süreli, fosforesans özelliğe sahip mavimsi-yeşil ve sarımsı-yeşil pigmentler üretilmiş, sonrasında III. pişirim (dekor pişirimi) duvar karosu vetroza ve sır uygulamaları ile sanatsal cam objelerde ve düz camlarda kullanılarak gerek dekoratif gerekse işlevsel yeni ürünlerin eldesi amaçlanmış ve endüstriyel denemeler gerçekleştirilmiştir.
Titanyum köpüklerde yapı-özellik ilişkisi
Yüksek gözeneklilikteki malzemeler sıradışı mekanik özellikleri sebebiyle son 10 yılda artan bir ilgi görmektedir. En popüler metalik köpükler arasında ise titanyum (Ti), yüksek mukavemet/ağırlık oranı, mükemmel korozyon direnci ve biyo-uyumluluğu sebebiyle ayrı bir yere sahiptir. Bu doktora tezinde, % 25 - % 75 arasında gözeneklilik, 140 µm ? 2 mm arasında gözenek boyutu ve farklı gözenek şekillerine sahip titanyum köpükler yer tutucu yöntemiyle üretilmiş, süreç ve malzeme değişkenlerinin köpük yapısı üzerindeki etkileri X-ışını mikrotomografisi ve 3 boyutlu görüntü analizi yöntemleri ile incelenmiştir. Sinterleme sırasında gözenek duvarlarının kalınlaştığı tespit edilmiştir. Artan yer tutucu boyutunun paketleme ve sinterleme verimini düşürmesi sebebiyle duvar içi gözenek miktarını arttırdığı gözlenmiştir. Üretilen köpüklerin mezoyapı ? basma davranışı ilişkisi, enerji soğurma kabiliyeti ve gerinim hızı hassasiyeti sistematik şekilde belirlenmiştir. Köpüğün mekanik özellikleri üzerindeki en etken mimari özelliğin gözenek şekli olduğu tespit edilmiştir.
Monoporoz (monoporosa) duvar karolarının pişirim koşullarının geliştirilmesi
Duvar karoları, genellikle iç cephe uygulamalarında tercih edilen, tek veya çift pişirim ile üretilen, yüksek poroziteye ve dolayısı ile yüksek su emmeye sahip, estetik özellikleri yüksek ürünlerdir. Monoporoz duvar karoları ise tek pişirim ile üretilen ürün grubuna verilen isimdir. Bu tezde, monoporoz tek pişirim duvar karolarının pişirim koşullarının geliştirilmesi doğrultusunda pişirim hızının arttırılması ve/veya pişirim sıcaklığının düşürülmesi hedefine uygun bünyeler geliştirilmiştir. Duvar karoları bünyesinde yer alan kalsiyum karbonatlı bileşimler, gaz çıkışına sebep olmaktadır. Bu nedenle kullanılan sırın bünye ile uyumlu olarak, gaz çıkışının tamamlandığı anda ergimeye başlaması ve daha sonra bünye yüzeyini tamamen kaplaması beklenir. Bu amaca uygun olarak, ilk aşamada kullanılan kalsitin tane boyut dağımı etkisi incelenmiştir. Dekompozisyon reaksiyonunun öne alınması sağlanarak pişirim süresinin azaltılması için kullanılan kalsitin tane boyut dağılımı değiştirilerek yeni bünyeler geliştirilmiştir. Bunun yanında çökelti (precipitated) kalsit ile çok düşük tane boyutuna sahip kalsitin kullanımının dekompozisyon sıcaklığına etkileri belirlenmiştir. İkinci aşamada ise, kalsit ile birlikte veya kalsite alternatif hammaddeler kullanılarak bünye içeriğindeki kalsit ve dolayısı ile kalsiyum karbonat içeriğinin azaltılması hedefine uygun bünye kompozisyonları hazırlanmıştır. Hazırlanan kompozisyonlar ile pişirim sıcaklığının ve süresinin düşürülmesinin zor olduğu özellikle büyük ebat duvar karolarının pişirim sıcaklıkları ortalama 1150ºC'den 1120ºC'lere kadar düşürülebilmiş, %25 verim artışı elde edilmiştir. Böylelikle karbondioksit emisyonunda elde edilen azalma ile çevreye duyarlı üretim gerçekleştirilmesi ile katma değeri yüksek ürün üretimi mümkün olmuştur.
Pomzanın sır bileşeni olarak kullanımı ve incelenmesi
Bu tez çalışmasının amacı feldispat ve fritin ergiticilik görevini sağlayacak alternatif hammadde olarak Nevşehir, Isparta pomzasının stoneware ve duvar ka-rosu sırlarında kullanım imkanının araştırılmasıdır. Aynı zamanda bu tez ülke-mizde var olan alternatif hammadde rezervlerinin değerlendirilerek ülke ekonomi-sine kazandırılması amacıyla yapılmıştır. Farklı kompozisyonlarda üretilen sırla-rın; renk, parlaklık, vickers sertlik değerleri, tane boyut dağılımı analizi, ısı mik-roskobu verileri, dilatometre ve XRD sonuçları değerlendirilmiş ve standart sır reçetesi belirlenmiştir. Belirlenmiş standart reçeteye çeşitli oranlarda Nevşehir ve Isparta pomzası ilave edilmiştir. Oluşturulan standart sır reçetesine feldispat yeri-ne değişik oranlarda Nevşehir ve Isparta pomza ilavesiyle yeni faz oluşumu ve meydana gelen mikroyapısal değişikler: XRD ölçümleri, SEM ve EDX analiz teknikleri ile incelenmiştir. Pomza, amorf alüminyum silikat olarak tanımlanıp, boşluklu, süngerimsi, volkanik olaylar sonucu oluşmuş, fiziksel ve kimyasal et-kenlere karşı dayanıklı, gözenekli volkanik bir kayaçtır. XRD sonuçlarında Nev-şehir pomzasının amorf kuvars olarak adlandırılan camsı faz yapısı çok açık bir şekilde görülmektedir.Sonuçta, pomza kullanılarak istenilen teknolojik özelliklerde, düşük mali-yette duvar karosu ve stoneware sırlarının geliştirilmesi mümkündür.
Yarı iletkenler ve seramiklerin mikro-lazer destekli işlenmesi
The aim of this PhD dissertation is to determine the potential enhancement that micro (µ) Laser Assisted Machining (LAM) provides to the precision machining process for semiconductors and ceramics such as, Si and SiC, which are typically very hard and extremely brittle and therefore very difficult to machine by conventional methods. The µ-LAM system has been designed, built, tested and evaluated. Experiments were conducted on semiconductor and ceramic wafers to evaluate the effect and improvement to the machining process resulting from the laser heating and thermal softening. The underlying science and experimental hypothesis are that the laser is selectively heating the work piece material in contact with the cutting tool. This heating occurs in the deformation zone (chip formation and material removal) resulting in thermal softening of the work piece material and leading to reduced machining forces and improved tool life. It has been demonstrated by this novel µ-LAM technology that it is feasible to preferentially heat the high pressure metallic phase of Si and SiC during the material deformation process using laser heating. The thermal softening effect resulting from the localized heating enhances the ductility, and thus improves the material?s machinability.
Karbonatlı killerin duvar ve yer karosunda kullanımı ve ısıl davranışlarının incelenmesi
Bu tez çalışmasında, değişen oranlardaki marn hammaddesinin ticari duvar ve yer karosu kompozisyonlarına olan etkisi detaylı biçimde araştırılmıştır. Marn hammaddesi, kil ve kalsiyum karbonattan, değişik oranlarda tabii olarak meydana gelmiş karışımdır. İlk olarak, marnın kimyasal ve mineralojik özellikleri belirlenmiş, sonrasında %2-8 arasında değişen oranlarda Marn içeren duvar ve yer karosu reçeteleri hazırlanmıştır. Duvar karosu reçetesinde mermer azaltılarak, bünye içerisinde CaO düşürülüp ağırlıkça alkali oksit ve MgO arttırılarak sinterleme davranışı ve teknolojik özellikleri incelenmiştir. Yer karosu reçetesinde, Na içerikli feldspat oranı düşürülüp, marn ekleyerek ağırlıkça Fe2O3 ve toprak alkali oksitler arttırılarak bünye özellikleri incelenmiştir. Marn içeren bünyelerle birlikte standart bünyenin vitrifikasyon davranışı optik dilatometre cihazı kullanılarak değerlendirilmiştir. Yoğunlaşma davranışı He piknometresi ve diğer parametrelerle (çekme, su emme, mukavemet) analiz edilmiştir. Pişirimden sonra oluşan fazları analiz etmek için XRD, mikroyapı karakteristiklerini gözlemlemek için SEM kullanılmıştır. Elde edilen teknolojik özellikler değerlendirildiğinde, TS EN 14411 standardına göre duvar ve yer karosu formülasyonlarında alternatif hammadde olarak marnı kullanmak mümkündür. Duvar ve yer karosu çalışmalarında sıcaklık düşüşü sağladığı görülmektedir. Ayrıca hammadde maliyeti mermer ve sodyum feldspata göre daha düşüktür.Anahtar Kelimeler: Marn, vitrifikasyon, kompozisyon, teknolojik özellikler
Seramik sağlık gereçleri bünyelerinin piroplastik deformasyonunun azaltılması
Bu çalışmada, seramik sağlık gereci porseleninin piroplastik deformasyonunu düşürmek amacıyla; kompozisyonun müllit oluşumu ve bünye viskozitesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bünyelerin deformasyon davranışları fleksimetre analiziyle incelenmiştir. Fleksimetre verileri kullanılarak, bünyelerin pişirim sıcaklığındaki viskozite değerleri hesaplanmıştır. Artan müllit miktarına bağlı olarak, bünye viskozitesi yükselmekte ve deformasyona karşı direnç artmaktadır. Ağırlıkça % 20 müllit içeren VC-STD bünyesinin viskozitesi 108,00 P iken, % 28 oranında müllit kristalleri içeren K6 bünyesinin viskozitesi 108,34 P olarak belirlenmiştir. Viskozitesi yüksek olan K6 bünyesinin deformasyonu (25 mm) standart VC-STD reçetesinin deformasyonuna oranla (45 mm) % 44 daha düşüktür. Camsı faz miktarının bünye deformasyonu üzerinde etkili olmadığı; ancak camsı faz kompozisyonunun önemli bir etki yarattığı belirlenmiştir. Sisteme spodumen ilavesinin, camsı fazda çözünen SiO2 miktarını artırarak bünye viskozitesini yükselttiği gözlenmiştir. Ayrıca spodumen ilavesinin, müllit kristallerinin miktarını ve boyutlarını değiştirmemesine rağmen, müllit kristallenme alanlarını genişleterek deformasyon direncini artırdığı tespit edilmiştir. Özsüz hammadde tane boyutunun düşürülmesiyle sinterleme sıcaklığı düşürülmüş; buna bağlı olarak bünyenin deformasyon direnci artmıştır.Anahtar kelimeler:Seramik sağlık gereçleri porseleni, piroplastik deformasyon, porselen bünye viskozitesi, kristal faz içeriği
Porselen karoların üretim koşullarının ve teknik özelliklerinin geliştirilmesi
Seramik karo üretiminde kaliteyi ve teknik performansı etkileyen çok sayıda faktör bulunmaktadır. Teknik özelliklerin kontrolünde en önemli basamakları hammadde, üretim süreci ve kullanılan makine teknolojisi oluşturmaktadır. Bu çalışmada öncelikle porselen karolarda pişirim sıcaklıkları/sürelerinin düşürülmesi ve nihai ürün özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Yurtbay Seramik San. ve Tic. A.Ş. karo fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Tezin birinci kısmında, porselen karo bünyelerinde alkali/toprak alkali oksit ve pişirim koşulları değişiminin pişme küçülmesi, % su emme, yoğunluk, pişme mukavemeti ve renk üzerine olan etkileri deney tasarımı yöntemlerinden biri olan ?faktöriyel tasarım? metodu ile incelenmiştir. Faktöriyel tasarım, ürünlerin kalitesini ve teknik özelliklerini etkileyen faktörlerin incelenen özellik üzerinde ana etkilerini ve etkileşimlerini belirlemeyi sağladığı için deney tasarımında önemlidir. Hipotezlerin anlamlılık testleri ?=0,05 güven seviyesine göre yapılmıştır ve deneyler sonunda elde edilen veriler, MINITAB 15 paket programıyla analiz edilerek incelenmiştir. Talk ve dolomitik kil kullanımı ile pişirim sıcaklığının 1175 °C, pişirim süresinin 35-40 dakikaya düşürülebileceği tespit edilmiştir. Böylece, faktöriyel tasarım ile en uygun pişirim koşulları belirlenmiş ve enerji tüketiminin azalması sağlanmıştır. Oluşturulan porselen karo bünyelerinde en uygun pişirim sıcaklığı-süresi, pişme küçülmelerinin tespiti ve uygun pişirim profilinin belirlenmesinde optik dilatometre kullanılmıştır. Tezin ikinci kısmında uygun pişme profiline uygun bünyelerin camsı faz kompozisyonu referans alınarak, yeni Seger formülasyonu oluşturulmuştur. Sinterleme ve yumuşama sıcaklıklarının tespitinde ısı mikroskobu kullanılmıştır. Buna göre camsı faz bileşimlerinde standarda kıyasla artan MgO/CaO ve azalan ?RO/?R2O, Al2O3 oranları ile yumuşama, sinterleme sıcaklıkları ile viskozitenin düştüğü görülmüştür. Sonuç olarak standart porselen karo bünye ile kıyaslanıldığında yeni porselen karoların teknik özelliklerinde gelişme ve pişirim sıcaklık/sürelerinde azalma sağlanmıştır.
Geçirimli elektron mikroskopi (TEM) teknikleri ile SİAlON esaslı malzemelerin atomik ölçekte karakterizasyonu
Bu tez çalışmasının amacı, çeşitli geçirimli elektron mikroskobu (TEM) teknikleri ile SiAlON esaslı malzemeleri atomik ölçekte karakterize etmektir. Literatürde ilk defa, sonuçlar göstermiştir ki: (i) Yb ve Ce atomları kendilerine özgü olan ara-yer kafes pozisyonlarında tercihli olarak ß-SiAlON kristal yapısı içerisine girmişlerdir. Ayrıca Yb'un bu özel ara-yer boşluklarında Ce'dan daha fazla çözünülürlüğe sahip olduğu belirlenmiştir; (ii) Daha açıklayıcı olarak,Yb atomları iki hegzagonal halka arasında yer alırken, Ce atomlarının çoğunluğu ise hegzagonların içerisinde bulunmaktadır; (iii) Bu gözlem aynı zamanda Yb-Ce ikili katyon sisteminde de doğrulanmıştır; (iv) Herhangi bir yardımcı katyon ilavesi olmaksızın Ce atomları ?-SiAlON birim hücresinin üçgensel şekilli ara-yer sitelerinde bulunmaktadır; (v) Yb ve Ce atomları kalınlığı yalnızca 1 nanometreden daha az olan tanelerarası filmlerin (IGFs) yapısında tamamıyla amorf olmayan ve yarı-kristalin bir yapı oluşumuna karşılık gelen düzenli ve farklı bir şekilde sıralanmışlardır; (vi) Yb ve Ce atomları aynı zamanda kristalin/amorf (?-ß SiAlON'lar/üçlü noktalar) arasındaki ara-yüzeylerde atomların bir küme haline gelerek sıralandığı geçiş bölgesi oluşturmuşlardır;(vii) Fe, Cr ve Ti atomları temel (Si,Al)(O,N)4 tetrahedronlarında bir yer değiştirme mekanizması yardımıyla ß-SiAlON kristal yapısı içerisine girmişlerdir ve (viii) Yb ve Ce katkılı ß-SiAlON kafeslerinde yüksek lüminesans karakterin belirlenmesi güçlü bir şekilde ß-SiAlON:Yb+2 ve ß:SiAlON:Ce+3 fosforlarının sentezlenmesini önermektedir. Kısaca, burada sunulan ileri TEM bulguları bireysel nadir toprak ve geçiş metal atomlarının ?- ve ß-SiAlON kafesleri, IGF'ler ve ara-yüzeylerde açık bir şekilde görüntülenmesi ve belirlenmesini göstermektedir. Bu kapasite SiAlON esaslı yeni nesil yapısal ve optik malzemelerin her ikisinin tasarımında nasıl uygun katkı atomları ve ana SiAlON polimorflarının seçilmesi gerektiği hakkında yeni atomik seviye mühendislik yaklaşımları sunmaktadır. Bu tez çalışmasında elde edilen sonuçların, aynı zamanda farklı uygulama alanlarında kullanılan nadir toprak ve geçiş metal atomları ile katkılanmış malzemelere öncülük etmesi beklenmektedir.
Spodumen katkılı porselen karoların lekelenme davranışının incelenmesi
Porselen karo üretim sürecinin son aşaması olan parlatma aşaması düzgün ve parlak bir karo yüzeyi elde etmeye olanak sağlamaktadır. Ama bu aşama aynı zamanda karo yüzeyinden malzeme uzaklaşmasına neden olurken yüzeysel hatalarının ve kapalı porların da açığa çıkmasına yol açmaktadır. Sonuç olarak bu tip hatalar lekelenme direncinin kötüleşmesine neden olur. Porselen karoların performansının geliştirilebilmesi için yüzey mikroyapısının lekelenme direnci üzerine etkisinin iyi anlaşılması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, porselen karoların lekelenme direnci üzerine spodumen ilavesinin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak standart bir porselen karo reçetesinde maksimum ağırlıkça % 4 spodumen sodyum feldispat yerine kullanılmıştır. Öte yandan kuvars ve camsı faz arasındaki termal genleşme katsayısındaki farklılık camsı fazın mikroskobik kalıntı basma gerilimlerine maruz kalmasına neden olur. Bu gerilimler neticesinde oluşan çatlaklar ve kuvars tanelerinin etrafında olan tane çıkmaları da bünyelerin lekelere karşı daha hassas olmalarına neden olmaktadır. Bu etkilerde göz önünde bulundurularak reçetelerden kuvars çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlar spodumen ilavesinin sinterleme esnasında düşük viskoziteli sıvı faz oluşturarak porların uzaklaşmasını sağladığını göstermiştir. Böylece yüksek yoğunluklu, yüksek mekanik mukavemetli ve daha yüksek lekelenme dirençli bünyeler elde edilmesi sağlanmıştır. Diğer bir yandan da bu tez çalışmasında alternatif bir ergitici olarak spodumenin kullanılması ile spodumen-kuvars ve spodumen-kil arasındaki reaksiyonlarla lityum alümina silikat fazlarının oluştuğu saptanmıştır. Tespit edilen bu yeni faz lekelenme direnci açısından önemli bir bakış açısı kazandırmıştır. Lekelenme direnci üzerine en önemli etkilerden biri olan kuvars tanelerinin etrafında oluşan aspekt oranı 4 den büyük mikro çatlakların bu yeni lityum alümina silikat fazları tarafından doldurularak en aza indirilebildiği gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Lekelenme direnci, porselen karo, spodumen, kuvars içeriği, mikroyapı
Nano boyutlu Co-ferrit pigmentlerinin üretimi ve öğütme prosesinin pigment özelliklerine olan etkisinin belirlenmesi
Bu tez çalışması kapsamında ink-jet mürekkep renklerinden biri olan siyah renkli, yüksek kimyasal ve termal kararlılığa sahip Co-ferrit (CoFe2O4) pigmentlerinin nano boyutta üretilmesi ele alınmıştır. Bu kapsamda, CoFe2O4 pigmentin geleneksel seramik yöntemle üretimi, nanoboyuta öğütülmesi ve öğütme parametrelerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca pigment tozlarının alternatif olarak birlikte çöktürme prosesi ile nano boyutta üretilmesi ve öğütülmüş pigment tozlarıyla fiziksel özelliklerinin karşılaştırılması da hedeflenmiştir. CoFe2O4 pigmentleri geleneksel ve birlikte çöktürme olmak üzere iki farklı metotla farklı tane boyut aralığında başarıyla üretilmiştir. Geleneksel yöntem ile Co3O4 ve Fe2O3 başlangıç hammaddeleri 1200oC' de kalsine edilerek ortalama 800 nm boyut aralığında olan pigment tozları üretilmiştir. Birlikte çöktürme yöntemiyle ise Co-ferrit siyah pigmenti FeCl3.6H2O ve CoCl2 başlangıç malzemelerinin sulu çözeltilerinden çöktürülerek 800oC'de kalsinasyonuyla ortalama 58 nm tane boyut aralığında elde edilmiştir. Öğütme prosesi öncesinde yapılan sedimentasyon deneyleriyle CoFe2O4 pigment tozları için en kararlı ortamın DEG ve ağırlıkça %2.5 STPP içeren sisteminden oluştuğu belirlenmiştir. Geleneksel yöntemlerle üretilen pigmentlerin öğütme sonrasında tane boyutu eksenel değirmen kullanılarak 4 saatlik öğütme sonunda yaklaşık 190 nm'ye indirilmiştir. Atritör tipi değirmende ise 4 saat sonunda 465 nm gibi daha yüksek tane boyutu elde edilmiştir. Sonuç olarak, inkjet baskılama teknolojisinde kullanılan mürekkeplerde kullanılan pigmentlerin ortalama tane boyutunun 200-400 nm aralığında olduğu göz önünde bulundurulduğunda, öğütme yoluyla inkjet mürekkeplerinde kullanılabilme potansiyeline sahip nanoboyutlu CoFe2O4 siyah pigmentleri renk özellikleri korunarak başarıyla üretilmiştir.
Şekil kontrollü nanbo3 ve srtio3 elektroseramik tozlarının ergimiş tuz yöntemiyle üretilmesi
Günümüzde zehirli kurşun oksit içeren piezoelektrik seramiklerin yerini kurşunsuz, insan ve çevre sağlığına dost seramik malzemelerin alması için dünyanın önemli araştırma laboratuarlarındaki çalışmalar hızla devam etmektedir. Bu çalışmalarda kurşunsuz niobat (KNN vb.) ve titanatların (SrTiO3, BaTiO3, Na0.5Bi0.5TiO3 vb.) kristalografik olarak yönlendirilmeleri ile kurşunlu sistemlere muadil elektriksel performansların elde edildiği tespit edilmiştir. Kristalografik yönlenme için ?yönlendirilmiş çekirdekle kontrollü tane büyümesi ? TGG? metodu uygulanmaktadır. Bu metotta yönlenmeyi sağlayan temel bileşen anizometrik seramik tozlardır(çekirdekler). Kurşunsuz, yüksek performanslı yönlenmiş, niobat ve titanat esaslı piezoelektrik seramiklerin üretiminde plaka şekilli NaNbO3 ve SrTiO3 tozların sıklıkla kullanıldıkları bilinmektedir. Bu çalışmada, plaka şekilli NaNbO3 ve SrTiO3 tozların oluşum şartları termodinamik ve kinetik bakış açıları ile belirlenerek, literatürdeki bilimsel anlayış eksikliği giderilmeye çalışılmıştır. Ayrıca plaka şekilli NaNbO3 ve SrTiO3 tozların üretilmesinde yeni yaklaşımlar da ortaya konmuştur. Çalışmada gerçekleştirilen bilimsel çalışmalar bu tozların endüstriye kazanılmasını ve istenen kimyasal ve fiziksel özelliklerde tekrarlı olarak üretilmelerini de sağlayacaktır.
Hekzagonal bor nitrür ürün özelliklerine öğütmenin etkisi
Hekzagonal bor nitrür (hBN) üretimi farklı metotlarla gerçekleştirilmekte, ancak üretim yöntemlerinden birçoğunda ince toz boyutunda ve yüksek kristaliniteye sahip toz eldesi mümkün olmamaktadır. Üretim sürecinde aglomerelerin dağıtılması öğütme işlemi ile gerçekleştirilmektedir. Bu tez çalışmasında aglomere haldeki ham Bor nitrürün (ham BN) bilyalı, atritör ve planatery değirmenler kullanılarak dağıtılmasının nihai ürüne (hBN) olan etkisi araştırılmıştır. Deney tasarım yöntemlerinden bir tanesi olan tam faktörlü tasarım yöntemi kullanılarak ham BN'ün öğütülmesinde etkin olan faktörler ve etkileşimleri bulunarak matematiksel ifadeler geliştirilmiştir. Partikül boyut, SEM ve XRD analizleri yapılarak öğütmenin hBN tozlarına olan etkisi araştırılmıştır. hBN uygulamalarında aranan farklı boyut ve aspekt oranına sahip toz üretiminin başlangıç öğütme koşullarına bağlı olduğu ve hekzagonal yapı bozulmadan toz üretiminin mümkün olduğu tespit edilmiştir.
İmplant malzemelerine antimikrobiyal özellik kazandırılması
Kırık tedavisi için yapılan operasyonlar sonrasında gelişen ve implant ilişkili enfeksiyonlardan birisi olan osteomyelit, Ortopedi ve Travmatolojinin en önemli sorunlarından birisidir. Enfeksiyonun önlenmesi için birçok teknik ve yöntem geliştirilse de bu sorun ortadan kaldırılamamıştır.Bu çalışmada kemik enfeksiyonlarının önlenmesi için Ag+ iyonu katkılı kalsiyum fosfat esaslı seramik toz elektrosprey yöntemi kullanılarak 316L paslanmaz çelik eksternal fiksatör çiviler ve Ti6Al4V intramedüller çivilerin yüzeyine kaplanmıştır. Kaplanan numunelerin sinterlenmesi için radyo frekansı (RF) yöntemi kullanılmıştır. Numunelerin yüzey özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve içerdikleri metal iyonu miktarları Enerji Saçınımlı X-Işınları Difraksiyonu (EDX) ve X-Işınları Fotoelektron Spektrometresi (XPS) analizleri ile belirlenmiştir. Kaplamaların mekanik özellikleri yüzey çizilme dayanım testi ile belirlenmiştir. Kaplanan implant malzemelerin antimikrobiyal etkinlikleri in vivo testler ile araştırılmıştır. İmplantlar tavşanlara implante edilmiş, iyileşme için yeterli süre tamamlandığında implantlar çıkartılmış ve tavşanlar öldürülmüştür. Çıkartılan implantlar ve bulundukları bölgeden alınan sürüntü örnekleri mikrobiyolojik ve histolojik olarak incelenmiştir.
Seramik sağlık gereçlerinde damar hatalarının giderilmesi
Bu tez, seramik sağlık gereçleri yüzeylerinde oluşan; çamur birleşim izi (damar), boş ? masif döküm geçiş izi (boğum) gibi damar hataları ve deformasyonları ortadan kaldırmak amacıyla yürütülmüştür. Ayrıca, farklı paketleme metodları ile bunların nihai ürünün kurutma ve sinterleme davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Eczacıbaşı-Vitra fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle mevcut üretim aşamaları ve metodları referans olarak alınmış ve ardından kalıp tasarımları dolum hızları, kurutma ve pişirim pozisyonları değiştirilmiştir. Buna göre damar hatasının, çamurun kalıba dolumu ve kalıp boşluğundaki karışma derecesine bağlı olduğu belirlenmiştir. Çamur besleme yolluklarının yer, çap ve yönlerinin değişmesi ile hata yok edilmiş veya şiddeti azaltılmıştır. Ürün üzerinde bölgelerin paketlenme mekanizmasının farklı oluşu ve ölü yükler boğum izinin oluşmasında en önemli etkendir. Önem sırasına göre piroplastik deformasyon, ortam şartlarındaki hidroplastik deformasyon ve kurutmadaki küçülme hız ile pozisyonun boğum izi oluşumunda etkin olduğu belirlenmiştir. Yeni seramik sağlık gereçleri kompozisyonları vollastonit ve K-feldispat ? kalsit bazlı karışımın eklenmesi ile geliştirilmiştir. Sonuçlara göre, wollastonit ilavesinde iğnemsi taneciklerin varlığının paketlemeyi iyileştirerek kurutma ve pişirimde deformasyon eğilimini azalttığı belirlenmiştir. K-feldispat ve kalsitin varlığı, camsı faz fraksiyonunun düşük sıcaklıktaki aktivasyonunu arttırarak elde edilen yüksek viskozite ile deformasyon direncini yükseltmiştir. Ayrıca, geliştirilen bünyelerin deformasyon değerinin standardınkine göre azalması ve ince kesitli döküm uygulaması, boğum ve deformasyonların olmadığı pürüzsüz yüzeylere sahip ürünlerin üretilmesini sağlamıştır.
Daha az enerji ile yumuşak porselen üretiminin incelenmesi
Daha az enerji ile yumuşak porselen üretiminin sağlanması için, kuvars ve ortoklas tane boyutunun bünye pişirim sıcaklığı ve teknik özelliklerine olan etkisi, faktöriyel deneysel tasarım metodu kullanılarak incelenmiştir. Kullanılması planlanan hammaddelerin karakteristik özellikleri belirlenmiştir ve standart bir yumuşak porselen bünye reçetesi hazırlanmıştır. Farklı tane boyut ve dağılımında hazırlanan bünyelerin pişirim öncesi yoğunluk ve mukavemet değerleri ölçülmüştür. Sinterleme davranışları optik dilatometre kullanılarak incelenmiştir. Pişirim sonrası oluşan fazlar ve bu fazların miktarı Rietvelt X-ışını difraksiyon (XRD) tekniği ile belirlenmiştir. Üretilen bünyelerin toplam küçülme, su emme, porozite, yoğunluk, renk, ısıl genleşme katsayısı, ışık geçirgenliği ölçümleri yapılmış ve mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Mikroyapıda bulunan amorf faz miktarındaki artışın ve viskozitesindeki azalmanın yumuşak porselen bünye sinterleme hızını belirleyen parametre olduğu belirlenmiştir. Bu bağlamda tüm deney sonuçlar Minitab 13.20 paket programı ile analiz edilmiştir ve oluşan amorf ve kalıntı faz oranları ile ilişkilendirilerek irdelenmiştir. Kuvars ve ortoklas tane boyutunun küçülmesinin üretim maliyetine olan etkisi, pişirim sıcaklığı ve öğütme maliyeti parametreleri ile karşılaştırmalı olarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: Yumuşak porselen, Tane boyutu, Pişirim sıcaklığı, Amorf faz, Sinterleme
Seramik sağlık gereçleri sır hatalarının lazer kullanılarak tamir edilmesi
Bu tezde, düşük sıcaklık beyaz-opak frit kompozisyonun geliştirilmesi ve lazer (Yüksek Güçlü Diyot Lazer (HPDL) ve Nd-YAG ) kullanarak seramik sağlık gereçleri sır hatalarının ekonomik ve hızlı bir şekilde lokal olarak tamir edilmesi ve daha sonraki pişirim basamaklarının ortadan kaldırması ele alınmıştır. Uygun termal genleşme katsayısına sahip ve düşük sıcaklıkta ergiyen beyaz-opak frit kompozisyonları geliştirilmiştir. 300 W, 810 nm (CW) Diyot Lazer ve 60W, 1064nm Nd-YAG lazer ile sinterlenen numuneler optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji saçınımlı x-ışını detektörü (EDX) ile incelenmiştir. Mikro çatlak ve porozite içermeyen tamir yüzeyi elde edilmesi için uygun lazer parametreleri belirlenmiştir. Çalışmada elde edilen bulgular ile seramik sağlık gereçleri sır hatalarının diyot lazer ve Nd-YAG lazer kullanılarak mikro çatlak ve porozite olmaksızın lokal olarak tamir edilebileceği gösterilmiştir.
Manyezit atıklarının seramik karo özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada manyezit atıklarının duvar karosu, seramik karo ve yer karosu özelliklerine olan etkisi araştırılmıştır. Manyezit atıkları ultrabazik bir kayaç olan serpantin ile kuvars enstatit ve manyezit içermektedir. Manyezit atıklarının kimyasal, mineralojik ve petrografik özellikleri belirlenmiştir. Manyezit atıkları duvar karosu bünyelerinde mermerin yerine %2-10 oranında; özel hazırlanan seramik karo bünyelerinde %20-80 oranlarında ve yer karosu bünyelerinde %40-50 oranlarında kullanılmıştır. Tüm numuneler üzerinde küçülme, renk, su emme, yoğunluk, gözenek, mukavemet ölçümleri yapılmıştır. Örneklerin sinterleme davranışı optik dilatometre, minerolojik ve faz analizleri X-ışınları difraktometresi (XRD), mikroyapı incelemesi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Manyezit atıkların kullanımıyla pişirim sıcaklıklarında düşüş sağlanmıştır. Elde edilen test sonuçları değerlendirildiğinde manyezit atıklarının seramik bünyelerde alternatif hammadde olarak ekonomiye kazandırılabileceği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Manyezit Atıkları, Serpantin, Forsterit, Enstatit, Su Emme
Dizel partikül filtre (DPF) üretimine yönelik si3n4 esaslı malzeme geliştirilmesi
Dizel partikül filtrelerden artan beklentileri karşılayabilmek için yapılan çalışmalar; yeni malzeme arayışı ve filtre yapısının değiştirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Yapılan tez çalışması ile ticari seramik dizel partikül filtrelerin alternatifi olabilecek Si3N4'ün üretimi, yapı-özellik-performans ilişkisi göz önünde tutularak araştırılmıştır. Bu nedenle, farklı iç yapıya sahip gözenekli Si3N4 malzemeler üretilmiş, malzemelerin basınç kaybı, geçirgenlik ve partikül tutma davranışları incelenmiştir.Yapılan çalışmalar dizel partikül filtrelerin performans özelliklerinin malzemenin gözenek hacminden daha çok gözenek boyutu ve içyapısından etkilendiğini ortaya koymuştur. Tez çalışmasında üretilen, geleneksel içyapıdaki Si3N4 malzemelerde k1 geçirgenlik değeri 7.9x10-14 m2 iken, büyük ve eş eksenli tanelerden oluşan yapı ile geçirgenlik 20.4x10-14 m2 değerine yükseltilmiştir. Geleneksel yapıdaki Si3N4 malzemeler düşük geçirgenliklerine karşın, yüksek partikül filtreleme kabiliyeti göstermiştir. Bu özellik sayesinde Si3N4'ün filtre malzemesi yanında, membran kaplama dizel partikül filtrelerde kaplama malzemesi olarak da kullanılabileceği tez çalışması ile gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Dizel partikül filtre, Gözenekli Si3N4, İçyapı, Geçirgenlik, Partikül tutma
94NBT-6BT piezoelektrik tek kristal malzemelerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Development of the lead based and lead free piezoelectric single crystals has attracted more attention by various scientists from 1997s to the present due to their perfectly aligned domains. After 2000s, new generation piezoelectric single crystals are more preferred to produce high performance devices due to the rapidly developing electronic technology. However, the use of lead based materials will be prohibited by environmental regulations due to their high volatilization during processing in near future. In recent years, sodium bismuth titanate-barium titanate (94Na0.5Bi0.5TiO3-6BaTiO3) (94NBT-6BT) single crystals considered to be suitable candidate as lead free piezoelectric material because of their strong piezoelectric properties. Recently, considerable research efforts have been devoted to enhance piezoelectric performance of the grown NBT based single crystals. In this thesis, BaTiO3, undoped and Li, Fe, Mn doped 94NBT-6BT single crystals were successfully grown by flux growth technique. Moreover, 94NBT-6BT ceramics and embedded single crystal seed in polycrystalline NBT-BT matrix were sintered by conventional (CS) and spark plasma sintering (SPS) techniques for solid state single crystal growth study. Morphology of the grown crystals and ceramics were characterized by stereo and scanning electron microscopy (SEM). Elemental analysis were performed with energy dispersive X-ray (EDX) and X-ray fluorescence (XRF) methods. Crystalline phase of the single crystals were analyzed by X-ray diffraction (XRD) techniques. Temperature and frequency-dependent dielectric and leakage current properties, and also piezoelectic and ferroelctric properties of the 94NBT-6BT single crystals and ceramics were measured by impedance/gain phase analyzer, LCR meter, d33 meter and AIXACT (aixPES/CMA) piezoelectric and ferroelectric analyzer.
SiAlON seramiklerinin karbon fiber takviyeli polimer kompozit malzemelerin delme operasyonlarındaki performansları
Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) kompozitler yüksek spesifik mukavemet ve mükemmel yorulma dirençleri ile havacılık endüstrisindeki kullanımı düzenli olarak artan malzemelerdir. Kompozit malzeme içerisinde farklı yönlerde konumlandırılmış fiberlerin aşındırıcı karakterleri bu malzemeleri işlenmesi güç hale getirmektedir. Bu nedenle, CFRP kompozit malzemelerin işlenmesinde kullanılabilecek, yüksek aşınma dayanımına sahip yeni malzemelere olan ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doktora tezi çalışmasında sahip oldukları üstün mekanik, kimyasal ve ısıl özellikler ile pek çok aşınma uygulamasında kullanılan SiAlON esaslı malzemelerin CFRP kompozitlerin delme sürecindeki performanslarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda matkap ucu geometrik özelliklerinin ve işleme koşullarının (kesme hızı, v ve ilerleme hızı, f) sürece olan etkilerinin yanı sıra, farklı SiAlON matkap uçlarının aşınma davranışları ve malzeme özellikleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Sonuç olarak, delme sürecinin başlangıcında mikro-pullanma aşınma mekanizmasının geçerli olduğu bulunmuştur. Kesici malzemenin kırılma tokluğu bu süreçte aşınmayı kontrol ederken, ilerleyen delme sürecinde baskın hale gelen abrasif aşınmada kesici malzeme sertliği etken olmaktadır.
Yer karosu opak mat sırlarında karıştırıcılı bilyalı değirmen (atritör) öğütme parametrelerinin araştırılması
Seramik karo üretimi kurutma ve pişirim aşamalarında yoğun enerji tüketen bir sektördür. Bu nedenle daha az hammadde, su, elektrik ve doğalgaz kullanılan sürdürülebilir proseslerin yer aldığı karo üretim süreci her geçen gün önem kazanmaktadır. Üretim prosesinde elektirik enerjisi özellikle sır kompozisyonunun çeşitine göre değişen sürelerde gerçekleşen öğütme alt sürecinde kullanılmaktadır. Düşük maliyet ve verimli öğütmenin istendiği ince tane boyutuna sahip öğütme prosesleri için alumina bilyalı değirmen uygun değildir. Bu tür ince tanelerin eldesi için Atritör (Karıştırıcılı bilyalı) Değirmenler gibi diğer öğütme sistem alternatifleri gerekmektedir. Bu çalışmada kaba öğütme bilyalı değirmende; ince öğütme ise Atritör değirmende gerçekleştirilerek; düşük tane boyutuna ve yüksek yüzey kalitesine sahip sırlar kombine öğütme sistemi kullanılarak elde edilmiştir. Ayrıca besleme hızı, karıştırıcı çeşiti ve öğütücü taş boyutu gibi çeşitli Atritör Değirmeni çalıştırma parametrelerinin öğütme performansı ve sır özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Süreksiz Bilyalı Değirmen + Sürekli Atritör Değirmen kombinasyonunun sır öğütme sürecinde sorunsuz kullanılabileceği ve çıktılarının üretim sürecine uygun olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra yapılan denemeler sonucunda 30% elektrik enerjisi tasarruf edilmiştir.