AI Summary & Key Takeaways
AI InsightOverall, the findings suggest that the optimum microstructural features (10–20% perlite at 1150 °C) were achieved through low microstrain, high crystallinity, and balanced crystallite size, while excessive perlite additions under advanced sintering conditions disrupted the morphology.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, ceramic samples with perlite additions in the range of 0–50% were sintered at 1050, 1150, and 1250 °C to investigate their effects on phase stability, microstructural evolution, and microstrain. The XRD patterns revealed that the quartz-dominant phase environment was preserved, and the broad amorphous hump at 2θ ≈ 8–16° persisted in all groups. Scherrer analysis indicated that crystallite size reached its maximum (11–12 nm) in samples containing 10–20% perlite at 1150 °C, whereas it decreased to as low as 2–3 nm at ≥40% perlite additions at 1250 °C. The Williamson–Hall method demonstrated a pronounced increase in microstrain at 1250 °C, peaking particularly around 40% perlite. SEM-based dark-field (%) analysis showed more compact and homogeneous structures at medium additions (20–40%), while higher additions tended to cause structural heterogeneity. Furthermore, microhardness measurements supported the observed structural trends. Overall, the findings suggest that the optimum microstructural features (10–20% perlite at 1150 °C) were achieved through low microstrain, high crystallinity, and balanced crystallite size, while excessive perlite additions under advanced sintering conditions disrupted the morphology. These results contribute to defining the optimum perlite ratio in ceramic body design.
Özet
Bu çalışmada, %0–50 aralığında perlit katkılı seramik numuneler 1050, 1150 ve 1250 °C’de sinterlenerek faz kararlılığı, mikroyapısal evrim ve mikrogerinim üzerindeki etkileri incelenmiştir. XRD desenleri, kuvars baskın faz ortamının korunduğunu ve 2θ ≈ 8–16° aralığındaki geniş amorf kubbenin tüm gruplarda sürdüğünü göstermiştir. Scherrer analizi, 1150 °C’de %10–20 perlit katkılı numunelerde kristalit boyutunun 11–12 nm ile maksimuma ulaştığını; 1250 °C’de ≥%40 perlit katkılarında ise 2–3 nm’ye kadar gerilediğini ortaya koymuştur. Williamson–Hall yöntemi, 1250 °C’de mikrogerinimin belirgin şekilde arttığını ve özellikle %40 perlit civarında maksimuma ulaştığını göstermiştir. SEM tabanlı koyu-alan (%) analizi, orta katkılarda (20–40%) daha kompakt ve homojen yapılar, yüksek katkılarda ise heterojenleşme eğilimi olduğunu ortaya koymuştur. Ek olarak, mikrosertlik ölçümleri de yapısal eğilimleri desteklemiştir. Bulgular birlikte değerlendirildiğinde, optimum mikroyapısal özelliklerin (%10–20 perlit, 1150 °C) düşük mikrogerinim, yüksek kristalinlik ve dengeli kristalit boyutu ile elde edildiği; yüksek perlit katkılarının ise ileri sinterleme altında morfolojiyi bozduğu sonucuna varılmıştır. Bu sonuçlar, seramik gövde tasarımında optimum perlit oranının belirlenmesine katkı sağlamaktadır.