Dergiler / Bor Dergisi / 2019 / Cilt: 4 - Sayı: 2

Bor karbür tozu üretiminde farklı karbon kaynaklarının faz oluşumu ve mikroyapı üzerindeki etkisi

The effect of different carbon sources on the phase formation and microstructure of boron carbide powders

Sayfa
67–76
Yayın Tarihi
2019-06-30
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Optimum koşullarda elde edilen tozlar, yapısında en fazla % 4 kalıntı karbon içeren ve ortalama 10 µm partikül boyutuna sahip saf bor karbür tozlarıdır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, bor oksit ve farklı karbon kaynaklarından hareketle bor karbür tozu üretimi amaçlanmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Hammadde olarak, B2O3 ve grafit ya da aktif karbon kullanılmış olup, toz karışımları bilyalı değirmende mekanik olarak aktive edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Optimum koşullarda elde edilen tozlar, yapısında en fazla % 4 kalıntı karbon içeren ve ortalama 10 µm partikül boyutuna sahip saf bor karbür tozlarıdır.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Bor karbür · Bor oksit · Grafit

Özet

Bu çalışmada, bor oksit ve farklı karbon kaynaklarından hareketle bor karbür tozu üretimi amaçlanmıştır. Hammadde olarak, B2O3 ve grafit ya da aktif karbon kullanılmış olup, toz karışımları bilyalı değirmende mekanik olarak aktive edilmiştir. Mekanik olarak aktive edilen tozlar, hidrolik preste peletler haline getirilmiş ve Ar atmosferi altında 1450°C’de reaksiyona tabi tutulmuştur. Öğütme süresi/hızı, reaksiyon süresi, başlangıç toz miktarları ve farklı karbon kaynaklarının son ürün verimi ve faz yapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen toz ürünlerin karakterizasyonu, XRD, SEM ve organik element analizi yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Öğütme ve presleme işlemleri sayesinde, son ürün yapısındaki kalıntı karbon miktarı önemli ölçüde azaltılmış ve teorik oluşum sıcaklığı 1360°C’ye kadar düşürülmüştür. Optimum koşullarda elde edilen tozlar, yapısında en fazla % 4 kalıntı karbon içeren ve ortalama 10 µm partikül boyutuna sahip saf bor karbür tozlarıdır.

Abstract

The objective of this study is to synthesize boron carbide powders starting with boron oxide (B2O3) and varying carbon sources such as graphite and activated carbon by using carbothermal method. Powder mixtures are mechanically activated with ball mill, pelletized in cold hydraulic press and reacted under Argon atmosphere at 1450°C. Milling speed and time; reaction duration; varying carbon source and the ratio of the starting materials are experimented to observe the results upon the phase structure and the yield of the B4C. The product characterization is carried out via XRD, SEM, particle size analyzer and organic elemental analysis methods. Mechanical pretreatment significantly reduces the amount of the unreacted carbon and lowers the reaction temperature down to 1360°C. Under the optimum conditions, the yield contains 4 % remaining carbon and approximately 10 µm boron carbide particles.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KİRAZ, K., BALCI, Ö., ÇOŞUT, Ö., AKBAŞAK, T., ÇİÇEK, B., SOMER, M. (2019). Bor karbür tozu üretiminde farklı karbon kaynaklarının faz oluşumu ve mikroyapı üzerindeki etkisi. Bor Dergisi, Cilt: 4 - Sayı: 2, 67–76. https://ajindex.com/articles/252147

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Thevenot F., Boron carbide-a comprehensive review, J. Eur. Ceram. Soc., 6 (4), 205-225, 1990
  2. Suri A. K., Subramanian C., Sonber J. K., Murthy T. C., Synthesis and consolidation of boron carbide: A review, Int. Mater. Rev., 55 (1), 4-40, 2010
  3. Krutskii Y. L., Bannov A. G., Synthesis of boron carbide fine powder using carbon nanofibers. In Strategic Technology (IFOST), 2016 11th International Forum on (pp. 54-57). IEEE, 2016
  4. Serebryakova T. I., Neronov V. A., Peshev P. D., HighTemperature Borides, Мoscow: Metallurgiya, Chelyabinsk Branch, 1991
  5. Kislyi P. S., Kuzenkova M. A., Bodnaruk N. I., Grabchuk B. L., Boron carbide. Naukova Dumka, Kiev, 216, 1988
  6. Kremenchugskii M. V., Savkin G. G., Malinov N. I., Rachkovskii A. I., Smorchkov G. Y., Superlight ceramic armored protected materials synthesized by means of nanostructure mechanoactived boron carbide powders, Nanotechnol. Russ., 3 (3-4), 141-146, 2008
  7. Yamada S., Hirao K., Yamauchi Y., Kanzaki, S., Mechanical and electrical properties of B4C–CrB2 ceramics fabricated by liquid phase sintering, Ceram. Int., 29 (3), 299-304, 2003
  8. Foroughi P., Cheng Z., Understanding the morphological variation in the formation of B4C via carbothermal reduction reaction, Ceram. Int., 42 (14), 15189-15198, 2016
  9. Murray P., Low temperature synthesis of boron carbide using a polymer precursor powder route (Doctoral dissertation, University of Birmingham), 2013
  10. Benton S. T., Masters, D. R., U.S. Patent No. 3,914,371, Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 1975
  11. Weimer A. W., Roach R. P., Haney C. N., Moore W. G., Rafaniello, W., Rapid carbothermal reduction of boron oxide in a graphite transport reactor. AIChE journal, 37 (5), 759-768, 1991
  12. Weimer A. W., Moore W. G., Roach R. P., Hitt J. E., Dixit R. S., Pratsinis S. E., Kinetics of carbothermal reduction synthesis of boron carbide, J. Am. Ceram. Soc., 75 (9), 2509-2514, 1992
  13. Foroughi P., Cheng Z., From micron-sized particles to nanoparticles and nanobelts: Structural non-uniformity in the synthesis of boron carbide by carbothermal reduction reaction, Advances in Ceramic Armor XI, 600, 51, 2015
  14. Hadian A. M., Bigdeloo J. A., The effect of time, temperature and composition on boron carbide synthesis by sol-gel method, J. Mater. Eng. Perform., 17 (1), 44-49, 2008
  15. Singh P., Singh B., Kumar M., Kumar, A., One step reduction of boric acid to boron carbide nanoparticle, Ceram. Int., 40 (9), 15331-15334, 201