Nişastayla Konsolidasyon Yöntemiyle Gözenekli Silika Esaslı Seramiklerin Üretimi

Abstract

Bu çalışmada, nişastayla konsolidasyon yöntemi kullanılarak hazırlanan gözenekli kristobalit esaslı seramiklerin göreceli olarak düşük sıcaklıkta üretilmiştir. Başlangıç tozu olarak Si3N4 tozu, sinterleme ilavesi olarak ise boraksdekahidrat ile ticari bir kaolen kullanılmıştır. Gözenek oluşturucu olarak ise mısır nişastası kullanılmıştır. Sinterleme koşullarına bağlı olarak (1000-1200C’de 1 saat sinterleme) oldukça düşük yığınsal yoğunluk (0,83-1,08 g/cm3 ) ve yüksek gözenekliliğe sahip (%53-73) seramiklerin üretildiği belirlenmiştir. Sinterleme hava atmosferinde gerçekleştirilmiş ve uygulanan ısıl işlem esnasında Si3N4 tozunun oksidasyona uğraması sonucunda yapıda ana faz olarak kristobalit fazının oluştuğu XRD analizleriyle belirlenmiştir. Mikroyapı incelemelerinde nişastayla konsolidasyon yöntemiyle üretilen seramiklerin yüksek oranda gözeneğe sahip olduğu ve yapıda ortalama 80-100 µm ile birkaç µm ile sınırlı iki farklı boyut dağılımına sahip gözeneğin oluştuğu belirlenmiştir.

In this study, fabrication of cristobalite based porous ceramics was carried out via starch consolidation technique and sintering process was performed at relatively low temperatures. Si3N4 powder was used as starting material and as sintering aids boraxdecahydrate and a commercial kaolin was selected. Corn starch was used as pore forming agent. It was determined that light weight (0.83-1.08 g/cm3 ) and highly porous (53-73%) ceramics were produced depending on the sintering conditions (sintering at 1000- 1200C for 1 hour). Sintering was performed under atmospheric conditions and during the heat treatment procedure Si3N4 powder was oxidized to cristobalite phase and this was confirmed by XRD analysis. Microstructural analysis revealed that highly porous ceramics with a bimodal distribution of pore sizes, 80-100 µm and a few µm, were fabricated via starch consolidation technique.