Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı

%15 fluorapatit içeren potasyum-kalsiyum mika cam seramiklerinin kristalleşme davranışları, mikro yapısı ve işlenebilirlik özellikleri

The crystallization behaviour, microstructure and machinability properties of potassium-calcium mica glass-ceramics including %15 fluorapatite

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 143028 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

İşlenebilir cam-seramik malzemeler diğer tüm cam-seramik malzemeler gibi ergitme ve döküm işlemleri sonucunda elde edilen cam malzemeye kontrollü olarak çekirdeklendirme ve kristalizasyon ısıl işlemleri uygulanması sonucunda oluşturulan malzemelerdir. İşlenebilir cam-seramik malzemeleri özel kılan taraf çekirdeklendirme ve kristalizasyon ısıl işlemleri sonucunda malzemenin mekanik şekillendirmeye imkan sağlayan uygun bir mikro yapıya sahip hale gelmesidir. İşlenebilir cam seramiklerin yapısına flourapatite katılmasıyla malzemenin biyo-uyum özellikleri geliştirilir. Bu çalışmada, CF diye isimlendirdiğimiz %15 Flourapatite Ca10(PO4)6F2 %85 Ca.Mg6AI2Si602oF4 Kalsiyum-mikası ve KCF diye isimlendirdiğimiz yine %15 Flourapatite Ca10(PO4)6F2 %42.5 CaMgeAlsSieC^t^ Kalsiyum mikası %42.5 KMg3(Sİ3AIO10)F2 Potasyum mikası içeren cam seramik malzemenin kristalizasyon davranışı, mikro yapısı ve işlenebilirlik özellikleri incelenmiştir. Tartımı yapılan ve homojenleştirilen bileşimler, CF için 1350°C, KCF için 1400°C de ergitilip granül, disk ve silindirik numuneler döküldü. Camlara, yapılan diferansiyel termal analiz(DTA) deney verilerine göre planlanan değişik ısıl işlemler uygulanmış, Isıl işlemlerin değişik aşamalarında cam fazından çökelen kristaller X-ışını difraktometresi (XRD) ile belirlenmiştir Isıl işlemlerle gelişen mikro yapılar, taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmiştir.. Mikro sertlik deneyleri ile silindirik numunelerin sertlikleri belirlenmiş ve disk numunelere matkap ile delme işlemi uygulanarak işlenebilirlik özellikleri tespit edilmiştir. Bu incelemeler sonucunda, CF bileşiminde renksiz ve saydam camlar dökülebilirken KCF bileşiminde faz ayrışmasından dolayı camlarda opaklaşma meydana geldiği, CF camının DTA diyagramındaki tek ekzotermik ısıl etki bu bileşimden beklenen kalsiyum mikası ve fluorapatitin birlikte kristalizasyonunu temsil ettiği, KCF camındaki DTA diyagramındaki üç ısıl etkinin sırasıyla potasyum mikası, fluorapatit ve kalsiyum mikasının oluşumu ile ilgili olduğu, CF bileşimde esas yapıyı oluşturan kalsiyum mikasının üst kristalizasyon sıcaklığında 1-2 saatlik sürelerde kararlı olup, daha uzun kristalizasyon sürelerinde bu kararlılığını kaybederek kompleks silikatlara ayrıştığı, KCF bileşiminde ise, potasyum mikasında uzun süreli kristalizasyon işlemlerinde bu tür bir ayrışma eğilimi gözlenmemiştir. Ancak bu bileşimde de, kalsiyum mikasının çok zayıf bir kristalleşme özelliği gösterdiği ve uzun sürelerde yine ayrıştığı, her iki bileşimde de, çok ince taneli mikro yapılar elde edilmiş olup, bu ince mikro yapıların çekirdeklendirme etkisi gösteren MgF2 ile ilgili olduğu, CF bileşiminin sertliği, kalsiyum mikasının oluştuğu ve kararlılığını koruduğu ilk 1-2 saatlik kristalizasyon sürelerinde düşmekte ve bu durumda iyi bir işlenebilirlik özelliği göstermekte, KCF bileşiminde ise, artan kristalizasyon sıcaklığı ve süresiyle birlikte sertlikte sürekli bir düşme meydana gelmekte ve işlenebilirlik özelliğini koruduğu belirlenmiştir.

Summary:

The machinable glass-ceramics are special of materials produced by controlled crystallization of sutiable glasses like other all glass-ceramics. The machinable glass-ceramics are mechanically formed because they have a suitable microstructure, for machining. If fluorapatite is added to materials, the bio- compatibility of the material becomes better. In this study, The aim of this work present, is to investigate the crystallization behavior, micro structure and machinability of the two compositions. One of these two compositions is, %15 fluorapatite Ca10(PO4)6F2, %85 calcium mica Ca.Mg6AI2Sİ602oF4 which is coded CF and the other is %15 fluorapatite Caio(P04)6F2, %42.5 calcium mica Ca.MgeA^SieC^c^, %42.5 potassium mica KMg3(Sİ3AIOıo)F2 which is coded KCF. The weighed and homogenized mixtures of CF were melted at 1350 °C, the and KCF were melted at 1400 °C. The melts were poured into graphite mould for obtaining disc, cylindirical and granular samples. The glass transition and crystallization temperatures were measured by differential thermal analyses(DTA). Various heat treatments planned according to the DTA informations, were applied to the glass samples. The crystallizing phases identified by X-ray diffraction. Microstructures developed during various heat treatments were examined by the scanning electron microscopy(SEM). The hardness of the samples were determined by drilling. Experimental result have showed that for CF composition colourless and transparent glass samples were obtained, however for KCF composition the glass samples were opaque because phase seperation. The only one exhothermic peak in the DTA diagram for CF corresponded to crystallization of Ca mica and fluorapatite together. The three exzothermic peak in the DTA diagram for KCF corresponded to K mica, fluorapatite, Ca mica respectively. For CF composition, Ca mica which was the matrix phase was stabl for 1-2 hours at upper crystallization temperature. For the time more than 1-2 hours, this phase became unstabl and complex silicates decomposed. For KCF, there wasn't any decompose like this. However for this composition Ca mica was crystallized weakly and for long periods this phase was decomposed too. For two compositions fine grain microstructure relevan was connected with the nucleation effect of MgF2. For CF composition the hardness of the material decreased in the period of which Ca mica crystallized. Tn this case, the material had a good machinability. For KCF composition, in the case of increasing crystallization temperature and time the hardness of the material decreased and machinability was good.