Processing and characterization of nanocrystalline materials
Nanokristal malzemelerin işlem ve karakterizasyonu
- Tez No: 152050
- Danışmanlar: PROF.DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
oz Nano-kristal malzemeler, 100 nm'den küçük kristal boyutları sayesinde sergiledikleri üstün özellikler nedeniyle son yılların en popüler araştırma konularından biri olmuştur. Kristal boyutlarının küçülmesiyle seramik malzemelerin mekanik özelliklerindeki gelişmeler şaşırtıcı boyutlardadır. Bu sayede seramik malzemelerin tokluğunun yanısıra aşınma dayanımı da artmaktadır. Nano boyutta seramik malzemelerin yüksek sıcaklıklarda gösterdiği süperplastik deformasyon, yeniden şekillendirilebilir seramik parçaların üretimine imkan veren bir özelliktir. Bu da nanokristal seramik malzemeleri otomotiv ve havacılık sanayilerinde olduğu gibi uzay teknolojisi ve özel mühendislik uygulamaları gibi üstün mekanik özellikler gerektiren alanlarda umut vadeden malzemeler haline getirmiştir. Üstün mekanik özellikler sergileyen nano TİO2 ve ZrCVnm yanısıra son on yıldır AI2O3 da pek çok araştırmaya konu olmuştur. Yaygın olarak kullanılan aluminanın bilinen mekanik üstünlüklerinin yanısıra nispeten ekonomik bir malzeme olması nano-boyutlarda üretiminin gerçekleştirilmesi için teşvik edici olmuştur. Bu çalışmada yoğun ve homojen nano-kristal alumina üretimi için boehmite hammade olarak kullanılmıştır. İnce boehmite tozunun ultrason uygulamasıyla suda disperse edilmesiyle elde edilen 30%'luk dispersiyonlar püskürtme kurutucuyla kurutularak küçük partiküllü toz haline getirilmiştir. Hazır tozdan elde edilen pelletlerle karşılaştırılarak uygulamanın mikroyapı ve faz değişim sıcaklıkları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Aynı yöntemle hazırlanan toza en fazla 0.5 % oranında a-alumina eklenmesiyle a-fazına geçiş sıcaklığında 100QC düşüş gözlenmiştir. Çalışma sonucunda ultrason uygulamasının ve püskürtme kurutmanın sinterlenen seramik parçaların yoğunluğu artırdığı tespit edilmiştir. Ultrason uygulamasıyla 20 nm büyüklüğünde kristallerine ayrılan ve püskürtme kurutucuyla 5[i civarında küresel partiküller haline getirilen boehmite tozunun işlem görmemiş toza kıyasla olduğu gibi aşılanmış ve işlem görmüş toza nazaran daha homojen bir mikro yapı sağladığı, faz değişimi sıcaklıklarının farkedilir derecede düştüğü ve alfa fazına geçiş sırasında yoğunlaşma hızının arttığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Nanocrystalline materials with grain sizes under 100 nm have been counted as a very promising class of ceramic materials. The decrease in grain size imparts superior structural properties to the ceramic materials like increased fracture toughness, wear resistance and superplastic deformation at high temperatures. So, nanocrystalline ceramics can be used as structural materials in a wide range of uses covering advanced engineering applications such as aircraft and automotive technologies as well as electronics, computation and material sciences. Nanocrystalline alumina has been a popular research subject for the last decade because of the superior structural properties of alumina besides lower cost compared to other nanocrystalline materials like zirconia and titania. The raw materials are generally transitional aluminas or aluminum hydroxides such as boehmite and gibbsite all of which are widely used in industry. The main problem in nanocrystalline alumina production is to cope with agglomeration of fine powders or nano-particles in solutions due to interaction forces. Agglomeration cause nonhomogeneous microstructure with respectively larger pores which are very hard to eliminate during sintering. In this study a nanocrystalline commercial boehmite powder is used as the starting material and a homogeneous microstructure with respectively high density is aimed. Ultrasonic treatment is applied in order to reduce particle size and the stable dispersions of boehmite powder with a solid content of 30wt% was dried by spray drying. The effect of ultrasonic treatment, spray drying and compaction conditions were investigated and compared with bodies compacted from untreated powders. To see the effect of seeding on phase transformation behavior of boehmite, alpha alumina particles produced by combustion synthesis and broken into crystallites by ultrasonic treatment were used with a seed content less than 0.5%. Even that low amount of a-alumina reduced the transformation temperature by 100eC but did not improve densification of alumina compacts. The homogeneity of microstructure obtained by ultrasonic treatment and granulation by spray drying yielded the highest relative densities of 65.5 % of the theoretical density. The treatment has also led more uniform microstructures compared to untreated and seeded samples during the a-phase transition which is the most important stage for densification.
Benzer Tezler
- Mekanik alaşımlanmış intermetalik toz ve sinter Ti-47-5Al-3Cr alaşımının analitik elektron mikroskop ve x-ışınları teknikleri ile karakterizasyonu
Analytical election microscope and x-ray diffraction characterization of mechanically alloyd intermetallic Ti-47-5Al-3Cr powder and sinter
ARDA GENÇ
- Preparation and characterization of whisker and particulate SiC-Al2O3 ceramic composites
SiC whisker ve partikül-Al2O3 seramik kompozitlerin hazırlanması ve karakterize edilmesi
ÖZLEM EBRU ÜNVER
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA GÜDEN
- The preraration, characterization and sintering of nanocrystalline ceramics
Nanokristal seramik tozlarının üretimi, karakterizasyonu ve sinterlenmesi
ÖZLEM ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- The Preparation, characterization and sintering of nanocrystalline titania powders
Başlık çevirisi yok
HAKAN KÜÇÜKEFE
- Bor karbür-alüminyum kompozitlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Processing and characterization of boron carbide-aluminium composites
GÜRSOY ARSLAN
Doktora
Türkçe
2001
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FERHAT KARA
DOÇ.DR. SERVET TURAN