Gel casting of mullite for radome applications
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: NAZIM ECEBAŞ
Danışman: Cihangir Duran
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Jel döküm karmaşık ve 3 boyutlu
ürünler yapmak için kullanılan koloidal bir yöntemdir.
Yoğun müllit seramik üretimi
literatürde daha önce çalışılmadığı için jel döküm ile bu seramiklerin üretimi
amaçlanmıştır. Yüksek sıcaklıkta sürünme ve ısısal şok direncinin mükemmel ve
düşük dielektrik sabitinden dolayı radom ve elektronik uygulamalar için müllit
seçilmiştir. Monomer türü, oranları, reaksiyon başlatıcı ve katalizör etkileri
jel döküm parametreleri olarak çalışılmıştır. Yoğunlaşma davranışı, dielektrik
özelikler, mekanik özellikler ve termal özellikler detaylı karakterize edilmiş
ve radome uygulamaları için uygunluğu araştırılmıştır. Başlangıç müllit tozu
yüzde 5-10 arasında cam fazı ve yüzde 1 korundum içermektedir. 48 saat bilyeli
öğütücü ile ortalama parçacık boyutu 3-5
m’dan 0.28 m’a indirilmiştir. Sıvı faz
oluşturarak yoğunlaşmaya katkıda bulunması için ağırlıkça yüzde 3.4 nano TiO2
(21 nm) eklenmiştir. Katalizör eklenen çamurların katılaşması 25°C’de 3
ile 5 dk. ve katalizör eklenmeyen çamurların katılaşması 70°C’de 35 ile 65 dk.
arasında tamamlanmıştır. Numunelerin 1540°C’de 2 saat sinterlenmesinden sonra
bağıl yoğunluk yüzde 97 ile yüzde 98.2 arasında ölçülmüştür. Elektron mikroskop
çalışması anizotropik büyüyen müllit taneleri, bu taneler arasında ada şeklinde
cam fazı, altıgen şeklinde alüminyum oksit tanelerini, zirkonyum dioksit ve
titanyum dioksit miktarının fazla olduğu açık renkli taneler ve keskin köşeli
boşlukları göstermiştir. Bütün numunelerin sertlik değerleri 1077 ve 1089 HV
arasında, kırılma toklukları ise 2.4 ile 2.5 MPa.
arasında bulunmuştur. Weibull modülü
12.33 olarak hesaplanmıştır. Cam fazdan dolayı termal iletkenlik 50°C’de 1.5
W/m.K değerinden 550°C’de 3.75 W/m.K değerine yükselmiştir. Termal genleşme
katsayısı 30°C ile 800°C arasında
5.26 ppm/°C bulunmuştur. Dielektrik sabiti yaklaşık 10 GHz e kadar 7.5 ve
dielektrik kayıp 5 MHz’de 0.0031 olarak ölçülmüştür. Müllit, termal şok direnç
parametresi (142°C) alüminyum oksitten büyük olması, bor nitrit ve silisyum
nitrüre göre havada sinterlenmesi avantajlarından dolayı radom uygulamaları
için aday bir malzemedir. Büyük bir blok (240x250x35 mm3) başarıyla
dökülmüş ve
kolaylıkla istenilen şekle
işlenmiştir.
Anahtar kelimeler: Müllit,
Jel döküm, Sıvı faz sinterleme, Mekanik Özellikler, Termal Özellikler,
Dielektrik Özellikler, Radom.