Potasyum Mikası Ve Kordierit İçeren İşlenebilir Cam Seramiklere Çekirdeklenme Katalisti (tio2) İlavesinin Kristalizasyon Davranışı Ve Elektriksel Özellikler Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Abstract

İşlenebilir cam seramikler, diğer tüm cam seramik malzemelerde olduğu gibi, ergitme ve döküm sonrasında elde edilen cama kontrollü çekirdeklenme ve kristalizasyon ısıl işlemleri uygulanması sonucunda elde edilen malzemelerdir. Deneysel çalışmanın ilk aşamasında, 5 adet 6:4 oranında potasyum mikası ve kordierit içerecek cam bileşimi hazırlanıp, karıştırıldıktan sonra uygun sıcaklıklarda dökülmüşlerdir. Bileşimden biri TiO2 içermezken, diğerleri %0.5 - %2 arasındaki oranlarda TiO2 içermektedir. Cam bileşimlerine stabilizör olarak %4 CeO2 ve ergitici ajan olarak %2 CaO ilave edilmiştir. Elde edilen camlar uygun boyutlara öğütülüp elendikten sonra diferansiyel termal analizleri (DTA) yapılmıştır. Bu analizler sonucunda endotermik ve ekzotermik ısıl etkiler belirlenerek bu ısıl etkilerin hangi fazlara ait olduğunu tanımlamak için Xışınları difraksiyonu (XRD) analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmanın ikinci aşamasında mikroyapı karakterizasyonu, mikrosertlik ve işlenebilirlik testleri için silindir ve disk şeklinde numuneler dökülmüştür. Elde edilen numunelere belirlenen sıcaklıklarda ısıl işlemler uygulanarak taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı karakterizasyonu, mikrosertlik testleri ile sertlikleri ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda disk numunelere matkapla delerek işlenebilirlik testleri uygulanmıştır. İşlenebilirlik testinden sonra üretilen disk numunelerin kimyasal dayanımları belirlenmiştir. TiO2 ilavesi ile, yapıdaki porositenin azaldığı gözlenmiştir. Buna bağlı olarak, cam seramiklerin hem sertlik (Hv) hem de kimyasal dayanımlarında artış gözlenmiştir. %1 ve üstündeki oranlarda TiO2 ilavesi ile, çok yüksek dielektrik sabiti değerleri elde edilmiştir.

In the first stage of the study, 5 glass composition with a potassium mica to cordierite ratio of 6:4 have been prepared, mixed and cast at proper temperatures. One of the compositions didn’t contain any TiO2, others contained various amount ranging from 0.5% to 2% TiO2. 4% CeO2 as a stabilizer and 2% CaO as melting agent were added to glass compositions. The glasses produced after casting is milled and sieved for differantial thermal analysis (DTA). According to DTA results, exothermic and endothermic heat effects are determined. In order to figure out which heat effect belongs to which phase, XRD analysis was applied to the powder specimens. In the second stage of the experimental studies, disc and cylindrical shaped glass samples were cast. After heat treatment, microstructure and mechanical properties were determined in terms of micro hardness (Hv) and machinability. Machinability test was applied by drilling. After machinability tests, chemical resistances of produced materials were determined. As a result of experimental studies, it was determined that TiO2 addition promotes cordierite formation. In these glass compositions curved mica that provides machinability precipitated in glass base matrix and cordierite phase that provides hardness and chemical resistance precipitated in boundaries between mica crystals. It was observed that TiO2 addition of 1% and above reduces porosity, thus increasing both hardness and chemical resistance. Addition of 1% or more TiO2 also resulted in very high dielectric constant values.