Dinamik Karbotermal İndirgeme–Nitrürleme Yöntemiyle TiN Seramik Tozu Üretimi

Abstract

Seramik toz üretiminde karbotermal indirgeme – nitrürleme (KTİN) yöntemi atmosfer kontrollü bir ortamda termal aktivasyon sonucu metal oksit(ler)in indirgenmesi suretiyle sistemde oluşan kalıntıların eş zamanlı olarak ortamda mevcut nitrojenle bir dizi kimyasal tepkimeler sonucu reaksiyona girmesi ile ince tozlar halinde metal-nitrürlerin oluşturulması ilkesine dayanmaktadır. Dinamik KTİN (DKTİN) yönteminde ise katı formda reaksiyon bileşenleri reaksiyon süresince hareket ettirilmektedir. Bu durum nitrür oluşum süresini ve oluşan seramik yapının (tozun) fiziksel özelliklerini olumlu yönde etkilemektedir. Bu çalışmada yüksek saflıkta (%99,5) titanyum oksit (TiO2) ve karbon karası kullanılarak DKTİN ile azot atmosferi altında yüksek saflığa ve çok küçük tane boyutuna sahip titanyum nitrür (TiN) tozu üretimi hedeflenmiştir. Nanometre ölçülerde başlangıç tane boyutuna sahip ve uçuculuğu yüksek olan TiO2+C karışımı kontrollü granülleme (Ø 0,5 – 2mm) yapılmış, elde edilen granüller tüp fırın içerisinde statik ve dinamik ortamlarda karbotermik reaksiyona tabi tutulmuştur. Süreç sonrası ürünlerin XRD ile yapılan faz analizleri statik sistemde 1400 o C`de 8 saatin üzerine çıkılmasıyla üretilebilen TiN tozlarının DKTİN sistemi kullanılarak 1400 o C`de 4 saatte elde edilebileceğini göstermiştir.