Nano Ölçekli Koyu Siyah Renkli TZP (Tetragonal Zirkonya Polikristal) Tozlarının Tek Kademede Hidrotermal Yöntemle Üretilmesi

Abstract

Bu çalışmanın temel amacı, ilk kez ileri teknoloji malzeme üretim tekniklerini kullanarak homojen renk dağılımlı ve üstün mekanik özelliklere sahip siyah renkte ZrO2 seramik malzemesinin üretimini sağlamaktır. Bu amaçla Fe, Co, Ni, Mn içeren geçiş metal oksitleri (Fe, Co, Ni, Mn) kullanılarak Al2O4 spinel yapıya sahip ıtriyum katkılı zirkonya başlangıç tozu hidrotermal yöntemle ikinci bir prosese ihtiyaç duyulmadan tek aşamada sentezlenmiş ve düşük sinterleme sıcaklığında kararlı siyah ZrO2 seramiklerin üretimi sağlanmıştır. Böylelikle maliyetin azalması ile birlikte siyah renkte ZrO2 kristallerinde homojen renk dağılımı gözlenmiştir. Ayrıca, tek kademede sentezlenen siyah renkteki ZrO2 tozlarını granül hale getirilmeden önce katkı malzemelerinin ilavesi ile seramik üretimini gerçekleştirmek amacıyla uygun teknik ile şekillendirilip, yüksek tokluk ve sertlik değerlerinde üretilebilirliği araştırılmıştır. Deneysel sonuçlar ile siyah renkli ZrO2 numunesine ait ortalama tokluk değerinin 11 MPa.m1/2 ve sertlik değerinin ise 9.5 GPa olduğu kanıtlanmıştır. Bu değerler, siyah renkli ZrO2 üretiminde yapılan literatür çalışmaları arasında en yüksek değeri göstermektedir. Bu yüzden, yüksek aşınma direnci, sertlik gerektiren uygulamalar ve ağır yük altında çalışabilecek alternatif seramik malzeme olarak kabul edilebilir.