Yüksek Saflıkta Zirkonya-Müllit Nanokompozitlerin Sol-Jel Yöntemi İle Üretimi

Abstract

Müllit (3Al2O3.2SiO2), alümina-silika ikili sistemde ortam koşullarındaki tek kararlı fazdır ve fiziksel ve mekanik özellikleri nedeniyle önemli bir mühendislik seramiğidir. Bu malzeme, yüksek erime noktası, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek kimyasal kararlılık, yüksek sürünme direnci ve yeterli sertlik gibi özellikleri nedeniyle yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun bir seçimdir. Fakat düşük kırılma tokluğu ve ergime sıcaklığının (1700oC) yüksek olmasından dolayı sinterleme sırasında tamamen yoğunlaşmasında zorluklar yaşanmaktadır. Mullite-zirkonya, üstün mekanik özellikleri nedeniyle kırılma tokluğunu, yüksek sertliği ve mukavemeti büyük ilgi çekmektedir. Zirkonya dönüşüm toklaştırma mekanizmalarından dolayı seramik kompozitlerin mekanik özelliklerini artırabilen bir malzemedir. Mullit-zirkonya kompozitlerini sentezlemek için sol-jel, birlikte-çöktürme ve reaksiyon sinterleme gibi farklı üretim süreçleri geliştirilmiştir. Sentetik müllit fazı üretiminde geleneksel yöntemler kullanıldığında safsızlıkların ve homojen olmayan mikroyapının elde edildiği rapor edilmiştir. Tüm bu teknikler arasında, sol-jel yöntemi, düşük sıcaklıklarda toz sentezi ve saflığı yüksek ürün elde etmek için en iyi üretim tekniğidir. Bu çalışmanın amacı, klorit, oksit ve özellikle alkoksit bazlı sol-jel yöntemi ile zirkonya ile toklaştırılmış müllit kompozit toz sentezlemektir. Toz sentezi gerçekleştirildikten sonra yoğunlaşma için tozlar sinterlenecek ve maksimum yoğunlukta ürün elde edilecektir. Sentezlenen toz ve sinterlenmiş numuneler fiziksel, mekanik, faz ve mikroyapısal incelemeler ile karakterize edilecektir. Alkoksit başlangıç maddeleri kullanılarak, kontrollü sol-jel üretim süreci ve düşük sıcaklıkta sinterleme 2 ile yüksek derecede saf nano boyutlu kompozit tozların elde edilmesi ve sinterlemeden sonra müllit-zirkonya nano yapılı kompozitlerin mukavemeti artışı mümkün olacaktır.