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 / Seramik Mühendisliği Bilim Dalı

Zirkonya seramiklerinin ve ZrO2-TiN kompozitlerinin üretimi ve karakterizasyonu

Production and characterization of zirconia ceramics and ZrO2-TiN composites

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 223813 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Bu çalısmada, saf ZrO2 tozlarına degisen stabilizör ve ikincil faz ilavesinin mekanik özellikler, mikroyapı, morfolojik dönüsüm ve hidrotermal davranıslar üzerine etkisi incelenmis ve insan vücudunda kullanıma uygun özellikte alternatif yeni bir malzemenin gelistirilmesi amaçlanmıstır. Farklı içerikte ve dagılımda yttia ve yttria-seria stabilizör ve Al2O3 içeren tetragonal zirkonya seramikleri hazırlanmıs ve incelenmistir. Ayrıca elektriksel olarak iletken TiN fazı içeren ZrO2-TiN kompozitleri farklı stabilizörler ilave edilerek gelistirilmistir. Tam yogun Y-TZP seramikleri 1450°C'de 1 saat sıcak pres sinterleme ile, tam yogun Y-Ce-TZP seramikleri 1450°C'de 1 saat basınçsız sinterleme elde edilmistir. Yttria kaplama ve çökelme yöntemiyle stabilize edilmis ZrO2 seramikleri için yttria içerigi %2.5'dan%2 mole düsünce tokluk yükselmis, sertlik düsmüstür. Yttria kaplama stabilizörlü seramiklerin hidrotermal kararlılıgı çökelme stabilizörlü seramiklere göre daha yüksek bulunmustur ve bu durum, kırılma toklugunda düsüs ile sonuçlanmıstır. Hacimce %40-70 arası degisen TiN içeren tam yogun ZrO2-TiN kompozitleri 1550°C 1 saat sıcak pres sinterleme ve 1550°C 4 dk spark plazma sinterleme ile elde edilmistir. Kompozitlerin sertlik ve toklugu, TiN içerigi, sinterleme teknikleri ve stabilizör oranlarından etkilenmistir. Sertlik ve mukavemetteki düsüs TiN miktarı yükseldikçe olusan büyük TiN tanelerine baglıdır. Düsen kırılma toklugu ise tetragonal monoklinik ZrO2 faz dönüsümünden meydana gelen dönüsüm toklugu azalmasına baglanmıstır. E-modülü ve hidrotermal kararlılık TiN miktarı arttıkça yükselmistir. Anahtar Kelimeler: ZrO2, Al2O3, TiN, Y2O3, Nd2O3, CeO2, stabilizör, izostatik presleme, basınçsız sinterleme, spark plazma sinterleme, dönüsüm toklasması, hidrotermal kararlılık

Summary:

In this study, yttria and yttria-ceria stabilized tetragonal zirconia ceramics with varying stabiliser content and distributionand with Al2O3 were prepared and investigated by means of microstructural analysis, mechanical properties, and hydrothermal stability, and ZrO2-TiN composites with of electrical conductive TiN particles were developed by adding different stabilizers. Fully dense Y-TZP ceramics, were achieved by hot pressing at 1450°C for 1 hour and fully dense Y-Ce-TZP ceramics were achieved by pressureless sintering at 1450°C for 1 hour. For both yttria coating and co-precipitated tecniques, the toughness increased whereas the hardness decreased when decreasing the overall yttria content from 2.5 to 2.0 mol %. Hydrothermal testing revealed that the stability of the yttria-coated powder based grades is higher than that obtained by powder mixing. Moreover, the hydrothermal stability increased with increasing overall yttria content, what actually corresponds with a decreasing fracture toughness. Fully dense ZrO2-TiN composites with TiN content ranging from 40-70 vol % were achieved by hot pressing at 1550°C for 1 hour and spark plasma sintering for 4 minutes. The hardness and fracture toughness were influenced by TiN content, sintering techniques and stabilizer content. The decreasing hardness and strength was attributed to an increasing TiN grain size with increasing TiN content, whereas the decreasing toughness was attributed to the decreasing contribution of transformation toughening from the tetragonal to monoclinic ZrO2 phase transformation. The E modulus increased linearly with increasing TiN content, whereas the hydrothermal stability increased with addition of TiN content. Keywords: ZrO2, Al2O3, TiN, Y2O3, Nd2O3, CeO2, stabilizer, hot pressing, isostatic pressing, pressureless sintering, spark plasma sintering, , transformation toughening, hydrothermal stability