Li2o-al2o3-sio2 Camlarının Kontrollü Kristalizasyonu Ve Kimyasal Kararlılıkları

Abstract

Bu çalışmada incelenen Li2O-Al2O3-SiO2 esaslı cam-seramikler; termal şok dayanımları, mukavemetleri ve kimyasal dirençleri yüksek, P2O5 ile çekirdeklendirilebilen cam-seramik malzemelerdir. Yapılan çalışmada bileşimleri farklı dört ayrı camın kontrollü kristalizasyon özellikleri ile kimyasal karalılıkları incelenmiştir. Saf başlangıç maddeleri kullanılarak hazırlanan ve 13500C’de dökülen cam örneklerine değişik ısıl işlemler uygulanarak, bu ısıl işlem koşullarında meydana gelen faz dönüşümleri ve mikroyapılar, diferansiyel termal analiz, taramalı elektron mikroskobu ve X-Işınları difraksiyon teknikleri ile incelenmiştir. Cam ve cam-seramik numunelerin sertlikleri ölçülmüş, asit ve baz dirençleri belirlenmiştir. Camlara uygulanan kontrollü kristalizasyon ısıl işlemleri ile beklenilen LS2 ve LAS4 fazları kristalleşmişlerdir. 3P10 ve 3P20 bileşimlerinde tüm kristalizasyon koşullarında opak cam-seramikler oluşurken, 3P30 ve 3P40 bileşimlerinde kristalizasyonun ilk aşamasında saydam cam-seramikler oluşmakta ve yüksek sıcaklıklardaki kristalizasyon işlemleri ile opaklaşmaktadırlar. Camların sertlikleri ilk alümina ilavesi ile artış göstermekte ancak belirli bir değerden sonra daha fazla artmamaktadır. Kristalizasyon ısıl işlemleri ile sertlikte belirgin bir artış meydana gelmekte fakat bileşime bağlı olarak önemli bir değişim göstermemektedir. Cam ve cam-seramikler yüksek asit direncine sahip iken baz dirençleri düşüktür.Glass-ceramics derived from the Li2O-Al2O3-SiO2 system possess high strength, chemical durability and thermal shock resistance. These glass-ceramics were nucleated by P2O5. In this study, the crystallization behaviour and chemical durability of four different glass compositions derived from the Li2O-Al2O3-SiO2 system were investigated. The mixtures were melted 13500C. The crystallline phases appearing in glasses after various heat treatments were identified by X-ray diffraction(XRD). The heat-treatment schedules were devised on the basis of differential thermal analysis(DTA) information. The microstructures of several devitrified glasses were investigated by scanning electron microscope(SEM). The hardness and the chemical durability of samples were measured. It was indicated that Li2O.2SiO2 and Li2O.Al2O3.4SiO2 were the crystallization products which were expected. For 3P10 and 3P20 compositions opaque glass-ceramics were obtained at all crystallization stages. For 3P30 and 3P40 compositions transparent glass-ceramics were obtained in the first crystallization stage, however at high temperature heat-treatments the materials became opaque. The hardnesses of the materials were increased by crystallization heat-treatments, but didn’t change much by composition. Glass and glass-ceramics had good resistance to attack by acids and somewhat less resistant to attack by alkaline solutions.