Seramik Termostat İzolatörlerin Üretimi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, termostatlarda kullanılan seramik izolatörlerin üretiminde şekillendirme parametrelerinin tayini ve nihai ürünün karakterizasyonudur. Yapılan deneyler esnasında yukarıda ifade edilen 3 temel proseste uygun kompozisyon, uygun basınç ve uygun sıcaklık değerlerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Kullanılan hammaddelerin karakterizasyonu için kimyasal analiz yöntemleri ve X-ışını difraksiyonu (XRD) teknikleri kullanılmıştır. Çeşitli oranlarda yapılan denemeler sonrasında en uygun miktarlar alümina malzeme için % 3 kerosen, steatit malzeme için % 3 saf su olarak tespit edilmiştir. Presleme aşamasında uygulanan 30, 60, 90, 120 ve 150 Bar’lık pres basıncıyla birlikte, malzemeye uygulanan nemlendirme oranlarının da etkisiyle malzeme bütünlüğünü sağlayacak optimum basınç değerleri tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu doğrultuda 90 Bar ve üzeri değerlerde sözkonusu parça bütünlüğünün sağlanabildiği tespit edilmiş, optimum basınç değeri olarak 90 Bar belirlenmiştir. Pişirme aşamasında 1000 – 1500°C aralığında 100’er °C lik değerler denenmiş, pişirilmiş numunelere uygulanan yoğunluk ölçümleri, elektriksel test (Meger) ve basma testleri sonucunda tüm numunelerin 1200 Volt değerinde akım atlaması gerçekleştirmediği, arada gayri ihtiyari yapılan numune seçimlerinde en düşük akım atlama değerinin 3000 Volt’da olduğu görülmüştür. Bunun yanında elde edilen en iyi basma değeri neticeleri steatit numuneler için 1300 °C’de pişen numunelerde, alümina numuneler için 1400 °C’de pişen numunelerde kaydedilmiştir. Her iki malzeme için de daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen pişirme işlemlerinde malzemeler arası yapışma söz konusu olduğu için, yüksek sıcaklıklar dikakte alınmamıştır. Ayrıca yapılan yoğunluk ölçümlerinde, malzemenin gerçek yoğunluğuna en yakın yoğunluk değerleri yine 1300 °C (steatit) ve 1400 °C (alümina) değerlerinde kaydedilmiştir.

The target of this study is describing the production process of ceramic insulators used for thermostats, defining the process parameters and the optimum values; characterizing the final product. With the tests, it is aimed to get the appropriate composition, pressure and temperature values for the mentioned 3 process above. Chemical analysis and X-ray difraction (XRD) technics used for the characterization of the raw materials. Pure water, kerosene and isopropil alcohol are tried for moisturing and lubricating liquid. Finally, it is clarified that 3 % kerosene is appropriate for alumina material and 3 % water is appropriate for steatite material. Optimum pressure values are defined with the applied pressures on the press which are 30, 60, 90, 120 and 150 Bars, with the concern of the conservation of green shape by the help of the moisture level. In this contex, it is defined that 90 Bars and over pressures are suitable for the conservation of the green shape and optimum pressure level is defined as 90 Bars.In firing process, the temperatures between 1000 – 1500 °C with a 100 °C of steps are tested. With the density measurements, electrical and compressive strenght tests applied on the fired products, it is clarified that under 1200V of a meger test, there is no potential short-circuit. Also the best strenght values recorded; for alumina at 1400 °C and for steatite at 1300 °C. For both materials, higher temperatures resulted in sticking behaviour so higher temperature specimens are not considered. In addition to these, the closest density values for the real densities of the powders are recorded by the specimens fired under 1300 °C (steatite) and 1400 °C (alumina).