TİO2 katkısının alüminanın sinterlenme davranışına etkisinin incelenmesi

Abstract

Yapılan bu çalışmada, alüminaya ilave edilen TiO2 ile oluşturulan seramik kompozit malzeme karakterize edilerek TiO2 ilavesinin alüminaya etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda yüksek saflıkta 0,4 ?m tane boyutunda Alcoa alümina tozu ile yüksek saflıkta 0,1 ?m tane boyutuna sahip TiO2 seramik tozları kullanılmıştır. Alümina seramiklere TiO2 katkısının belirlenmesi için alüminaya ağırlıkça %5-10-15 oranlarında TiO2 ilavesi ile oluşturulan karışımların homojen bir şekilde karışması için bilyalı değirmende sulu ortamda öğütülmüştür. Etüvde kurutularak suyu uzaklaştırılan karışımlar daha sonra toz hale getirilip %5 oranında nemlendirilerek şekillendirilmeye hazır hale getirilmiştir. 500 ?m boyutunda elekten geçirilerek granül hale getirilen nemli karışımlar kuru preste 100 MPa basınç altında şekillendirilmiştir. Etüvde kurutulan numuneler 1500-1550-1600-1650 oC sıcaklıklarda 2 saat süre ile sinterlenmiştir. Sinterlenen numunelerin özelliklerinin belirlenmesi amacıyla pişme küçülmesi, gözenek miktarı, bulk yoğunluk, su emme, relatif yoğunluk, üç nokta eğme mukavemeti ve sertlik deneyleri yapılmıştır. Ayrıca XRD ile sinterleme sonrası oluşan yeni fazlar belirlenmiş SEM ile de başlangıç tozları ile sinterlenen malzemelerin mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Yapılan bu fiziksel ve mekanik testler sonucunda üretilen seramik kompozitlerin özellikleri üzerine sinterleme sıcaklığının ve TiO2 katkısının etkileri irdelenmiş, sonuçlar verilmiş ve tartışılmıştır.Anahtar kelimeler: Alümina, TiO2, Sinterleme, Seramik, Kompozit.

The main aim of this study is to investigate the effect of TiO2 addition on physical and mechanical properties of alumina based ceramics. In the experiments, Alcoa alumina in 0,4 µm TiO2 in 0,1 µm that have commercially purity are used. TiO2 is added to alumina at 5-10-15 wt. % ratios. Powder compositions are wet milled to obtain a homogeneous mixture and then dried in a drying oven. The powdered mixtures were moisturized by 5 wt.% and then grounded under 500 µm to obtain granules. The granules were dry pressed under 100 MPa and dried. The pressed patterns are incubated for obviate the physical water from the patterns. Dried specimens were sintered for 2 hours at 1500?1550?1600?1650 oC. To investigate of the sintered specimens properties firing shrinkage, porosity, bulk density, water absorption, relative density, three point bending strength and hardness tests were done. Furthermore, new phases formed after sintering were detected by XRD analysis. Microstructural analysis of initial powders and sintered specimens were characterized by SEM. With the assistance of physical and mechanical experiments results, the effect of TiO2 additions and sintering temperature on the sintered samples properties are given and discussed.Key words: Alumina, TiO2, Sintering, Ceramic, Composite