Doğal Hammaddelerden Sentetik Kordiyerit Seramiklerinin Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada Türkiye’nin çeşitli yörelerindeki temin edilmiş doğal hammaddeler olan kaolen, pirofilit, talk ve sinter manyezit ile sentetik saf MgO, Al2O3 ve SiO2 tozları kullanılarak faz diyagramında kordiyerit oluşum bölgesi içinde yer alan 3 nokta için hazırlanan karışımlardan kordiyerit elde edilmesi amaçlanmıştır. Karışımlara şekillendirmeyi kolaylaştırmak için ağırlıkça %2 PVA ilavesi yapılmıştır. Şekillendirme için karışımların hazırlanmasında karıştırma, öğütme işlemleri yapılmıştır. Pelet ve çubuk şeklindeki numunelerin şekillendirilmesinde tek eksenli pres kullanılmıştır. Şekillendirilmiş olan pelet ve çubuklar 1350oC’ de 1, 3 ve 5 saat süreyle elektrikli fırında sinterlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları iki aşamadan oluşmaktadır. Bunların ilk bölümü başlangıç hammaddelerinin karakterize edilmesi olup bu amaçla çeşitli teknikler kullanılmıştır. Kullanılan başlangıç hammaddelerinin faz yapısı X-ışınları difraksiyonuyla, parçacık boyutu sedimentasyon cihazıyla, tane şekli ise taramalı elektron mikroskobu ile belirlenmiştir. İkinci aşamada ise sinterlenmiş bulk numunelerin karakterizasyonu yapılmıştır. Burada da sinterleme sonrası yapıda oluşan fazlar x-ışını difraksiyonu ile, mikroyapı incelemeleri ise optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu ile yoğunluk , gözeneklilik ve su emme ölçümleri Arşimet prensibi ile suda kaynatma metodu ile yapılmıştır. Mekanik özelliklerinin test edilmesinde kordiyerit malzemeler için önemli olan üç nokta eğme dayanımı testi yapılmıştır.

In this study, kaolen, pyrofîllite, sinter magnesite and talc were used for production of cordierite materials. Furthermore, pure MgO, Al2O3 and SiO2; were used from prepared mixtures for selected 3 target compositions from ternary diagram. To make easy shaping 2% PVA added mixtures. For forming while the mixtures was preparing, mixing and grinding operations were done. The specimens with shaped as pellets and rods were formed by using one-axis press. These pellets and rods were sintered at 1350 °C in kiln with electric and were used 1,3 and 5 hours as soaking time. Characterization processes consist of two stages. First of these stages, characterization of the beginning raw materials and for this purpose different techniques were used. Phase structure of the used beginning raw materials was determined by using X- ray diffraction (XRD), particle dimension distribution of them was determined by using sedimentation device, particle structure was determined by scanning electron microscopy. However second stage is to characterize the sintered bulk materials. Also this stage, phases that were formed after the sintering by using XRD, microstructure study by using optical microscopy and scanning elecron microscopy, density and porosite and water absorpsition by using boiling method in water with Archimedes principle was made. three point bending strength test which is very important for testing the mechanical properties of cordierite materials was done