SODYUM FELDSPAT VE BOR KARBÜR İÇERİKLİ KOMPOZİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Abstract

ÖZET

Bu tez çalışmasında, farklı derişimlerde mikronize bor karbür ve numune hazırlaması yapılıp mikronize hale getirilen sodyum feldspat cevheri harmanlandıktan sonra preslenmiş ve pelet haline getirilmiştir. Kompozit oluşturmada sinterleme yöntemi kullanılmıştır. Sinterleme 1000 oC’de 30,45,60,90 ve 120 dakika gibi farklı zaman sürelerde gerçekleştirilmiştir. Sinterlenen numuneler üzerinde yoğunluk, porozite, dayanımlarını belirlemek için disk makaslama ve chercar aşındırma testleri yapılmıştır. Testlerden sonra kompozitler karakterize edilmiştir. İlk etapta yapılan yoğunluk, porozite ve disk makaslama testlerinde en iyi sonuçlar %75 sodyum feldspat içerikli numune grubundan elde edilmiştir. Aşındırma testine bakıldığında ise en iyi sonuçları 1:1 harmanlanan kompozit grubu vermiştir. Bor karbür içeriğinin artması ile elde edilmesi planlanan düşük yoğunluklu, yüksek dayanımlı kompozitler için olumsuz etki yaratırken, maliyeti bor karbüre oranla daha düşük olan sodyum feldspat içeriğinin artması ile daha verimli sonuçlar elde edilmiştir. Bütün bunlar göz önüne alındığında gerek testlerde gereksede fiziksel olarak bakıldığında bor karbür içeriğinin artmasıyla numunelerin gevrek kırılma özelliği sergilemekte olduğu gözlenmiştir. Tüm numune gruplarında sinterleme süresinin artmasına bağlı olarak tek eksenli basma dayanımlarının arttığı görülmüştür.

Üretilen kompozitleri karakterize etmek için FTIR, XRD ve XRF yapılmış ve incelenmiştir. FTIR sonucunda farklı gruplarda karbon-karbon üçlü bağ yapısının değişiklik gösterdiği görülmüştür. XRD sonuçlarına bakıldığında üretilen kompozitler arasında faz değişimi olmadığı saptanmıştır. Çıkan XRF değerlerinin mekanik testlerlerin sonuçlarıyla paralel olduğu, en iyi sonucu veren kompozitte en yüksek Al2O3 ve SiO2 oranı görülürken aynı zamanda en düşük Na2O oranına sahip olduğu görülmüştür.

ABSTRACT

In this thesis, micronized boron carbide with different concentrations was made in preparation for samples with sodium feldspar ore then by blending. After that those were pressed and pelletized. Sintering was carried out at 1000 oC for different time periods such as 30,45,60,90, and 120 minutes. Disc shear and chercar abrasion tests were performed to determine the density, porosity, and strength of sintered samples. After the tests, the composites were characterized. In the first stage, samples with %75 sodium feldspar content gave the best result in the density, porosity, and disc shear tests. Considering the abrasion strength, the best results were given by the 1:1 blended composite group.

While the increase in boron carbide content has a negative effect on the low density, high strength composites planned to be obtained, it is more efficient with the increase of sodium feldspar content, which has a lower cost compared to boron carbide. Considering all these, it has been observed that the samples exhibit brittle fracture characteristics with the increase in boron carbide content, both in tests and physically. It was observed that uniaxial compressive strengths increased in all sample groups depending on the increase in time. In order to characterize the composites created, FTIR, XRD and XRF were made and studied. As a result of FTIR, it was observed that the structure of the carbon-carbon triple bond in different groups has changed. When the XRD results were examined, it was determined that there was no phase change between the produced composites. It was observed that the XRF values obtained were in parallel with the results of the mechanical tests, while the highest Al2O3 and SiO2 ratio was observed in the composite that gave the best results, it also had the lowest Na2O ratio.