Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mühendislik Fakültesi Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Bediha Orbay
Danışman: Suat Yılmaz
Özet:
Bu çalışmada, sol-jel yöntemi ve çekirdekleştirici kullanılarak alümina üretim prosesi ve ürünlerin karakterizasyon çalışmaları yer almaktadır. Seramik malzeme dünyasında önemli bir yeri olan alümina, ileri bir kimyasal üretim metodu olan sol-jel tekniği kullanılarak üretilebilmektedir. Sol-jel yönteminin; nano ve mikron altı tane boyutuna sahip seramik tozlarının elde edilebilmesi, moleküler düzeyde homojen karışımların sağlanabilmesi, yüksek safiyetteki seramik tozlarının üretimini mümkün kılması ve zararlı atık bırakmadığı için çevreci bir teknoloji olması gibi dikkat çeken yönleri bulunmaktadır. Çekirdekleştirici katkısı ise alüminanın çekirdeklenme ve büyüme mekanizmalarını destekleyerek daha düşük sıcaklıklarda faz dönüşümünü tamamlamasını, mekanik ve fiziksel özelliklerini iyileştirmeyi sağlamaktadır. İlk etapta, başlangıç malzemesi olarak alüminyum izopropoksit (AIP, (Al(OC3H7)3) tozu ve peptizasyon katalizörü olarak hidroklorik asit (HCl) kullanılmıştır. Çekirdekleştirici olan α-Al2O3, hidroliz aşamasında AIP'nin ağırlıkça % 0'ı, % 3'ü, % 6'sı ve % 10'u oranlarında çözeltiye katılmış ve çekirdekleştirici katkılı böhmit (AlOOH) solleri hazırlanmıştır. Her bir sol, 110 °C'de etüvde 6 saat jelleştirilmiştir. Katkılı ve katkısız jellere 1300 °C, 1450 °C ve 1600 °C sıcaklıklarda 2 saat ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem basamağından sonra elde edilen tozlara; X-Işını Difraksiyon (XRD) analizi, Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Işın (FT-IR) analizi, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi, Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) analizi, Diferansiyel Termal Analiz (DTA), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve pelet formuna getirilen numunelere Arşimet Prensibi dikkate alınarak % açık porozite, % su emme ve bulk yoğunluk tayini, Vickers mikrosertlik testleri ve soğukta basma mukavemeti testleri gibi karakterizasyon analizleri uygulanmıştır. Yapılan analizler sonucunda; çekirdekleştirici katkı miktarı arttıkça bulk yoğunluğunun arttığı ancak en fazla yoğunluk artışının en düşük ısıl işlem sıcaklığı olan 1300 °C'de olduğu görülmüştür. Alümina tozunun partikül boyutunun artan çekirdekleştirici miktarıyla azaldığı tüm sıcaklıklar için tespit edilmiştir. Çekirdekleştirici katkı miktarındaki artışın aynı zamanda basma mukavemetini arttırdığı ancak ısıl işlem sıcaklıkları arasında bir kıyaslama yapıldığında en iyi basma mukavemeti sonuçlarının 1300 °C'de söz konusu olduğu belirlenmiştir. Böylelikle ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla heterojen tane kabalaşması meydana gelerek yapıda büyük gözenekliliklerin oluştuğu ve bu gözeneklerin basma mukavemetini olumsuz yönde etkilediği sonucuna varılmıştır.