Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 26 - Sayı: 4

$SiO_2$ katkısının $Al_2TiO_5$ seramiklerinin fiziksel özelliklerine etkisi

The effect of $SiO_2$ addition on physical properties of $Al_2TiO_5$ ceramics

Sayfa
594–598
Yayın Tarihi
2022-10-18
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)

Deneysel sonuçlar $SiO_2$ ilavesi ile gözenekliliğindüştüğünü ve mekanik mukavemetin arttığını göstermektedir. $SiO_2$ilavesi ile mullit oluşumunun meydana geldiği ve çatlakların azaldığıtespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Alüminyum Titanat ($Al_2TiO_5$), düşük ısıl iletkenlik katsayısına ve yüksekısıl şok direncine sahip seramik bir malzemedir. $Al_2TiO_5$’in sinterlemesisüresince oluşan mikro çatlaklar düşük mekanik mukavemete yolaçmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, katkı malzemesiolarak $SiO_2$ kullanılarak gözeneklilik, faz kompozisyonu, eğmemukavemeti ve mikroyapı üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Kompozisyonlar $alpha-Al_2O_3$ ve rutil ($TiO_2$)’nin eş molar karışımınaağırlıkça %10’a kadar kuvars ($SiO_2$) eklenerek hazırlanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Deneysel sonuçlar $SiO_2$ ilavesi ile gözenekliliğindüştüğünü ve mekanik mukavemetin arttığını göstermektedir. $SiO_2$ilavesi ile mullit oluşumunun meydana geldiği ve çatlakların azaldığıtespit edilmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Alüminyum Titanat ($Al_2TiO_5$), düşük ısıl iletkenlik katsayısına ve yüksekısıl şok direncine sahip seramik bir malzemedir. $Al_2TiO_5$’in sinterlemesisüresince oluşan mikro çatlaklar düşük mekanik mukavemete yolaçmaktadır. Mekanik özelliklerin iyileştirilmesi amacıyla çeşitli oksitkatkı malzemeleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, katkı malzemesiolarak $SiO_2$ kullanılarak gözeneklilik, faz kompozisyonu, eğmemukavemeti ve mikroyapı üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Kompozisyonlar $alpha-Al_2O_3$ ve rutil ($TiO_2$)’nin eş molar karışımınaağırlıkça %10’a kadar kuvars ($SiO_2$) eklenerek hazırlanmıştır. Tozkarışımı tek eksenli bir pres vasıtasıyla şekillendirilmiş ve 1450 °C'de3 sa. sinterlenmiştir. Deneysel sonuçlar $SiO_2$ ilavesi ile gözenekliliğindüştüğünü ve mekanik mukavemetin arttığını göstermektedir. $SiO_2$ilavesi ile mullit oluşumunun meydana geldiği ve çatlakların azaldığıtespit edilmiştir. Saf $Al_2TiO_5$'in eğme mukavemeti 6.80 MPa iken, %10$SiO_2$ ilavesiyle 38.43 MPa eğme mukavemeti elde edilmiştir. Sonuçolarak, $SiO_2$ ilavesi $Al_2TiO_5$ seramiklerinin fiziksel ve mikroyapısalözelliklerinin iyileştirilmesinde etkin bir rol oynamıştır.

Abstract

Aluminum Titanate ($Al_2TiO_5$) is a ceramic material with coefficient of low thermal conductivity and high thermal shock resistance. The micro cracks formed during the sintering of $Al_2TiO_5$ lead to low mechanical strength. Various oxide additives are used to improve mechanical properties. In this study, $SiO_2$ was used as additive and its effects on porosity, phase composition, bending strength and microstructure were investigated. The compositions were prepared by adding up to 10% (by wt.) quartz ($SiO_2$) to the equimolar mixture of $alpha-Al_2O_3$ and rutile ($TiO_2$). The powder mixture was shaped by an uniaxial press and sintered at 1450 °C for 3 hours. Experimental results show that porosity decreases and mechanical strength increases with the addition of $SiO_2$. It was determined that mullite formation occurred and the number of cracks decreased with the addition of $SiO_2$. The bending strength of the pure $Al_2TiO_5$ was 6.80 MPa, while the bending strength of 38.43 MPa was obtained by addition of 10% $SiO_2$. As a result, the addition of $SiO_2$ has played an active role in improving the physical and microstructural properties of $Al_2TiO_5$ ceramics.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZÇATAL, M., BAŞPINAR, M. S. (2022). $SiO_2$ katkısının $Al_2TiO_5$ seramiklerinin fiziksel özelliklerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 26 - Sayı: 4, 594–598. https://ajindex.com/articles/587371

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Bayer G. “Thermal expansion characteristics and stability of pseudobrookite-type compounds, $Me_30_5$”. Journal of the Less Common Metals, 24(2), 129-138, 1971
  2. Ishitsuka M, Sato T, Endo T, Shimada M. “Synthesis and thermal stability of aluminum titanate solid solutions”. Journal of the American Ceramic Society, 70(2), 69-71, 1987
  3. Skala RD, Li D, Low IM. “Diffraction, structure and phase stability studies on aluminium titanate”. Journal of the European Ceramic Society, 29(1), 67-75, 2009
  4. Palacio FR. Reactive Sintering of Aluminum Titanate. Editör: Lakshmanan A. Sintering of Ceramics-New Emerging Techniques, 501-526, Rijeka, Croatia, InTech, 2012
  5. Nagano M, Nagashima S, Maeda H, Kato A. “Sintering behavior of $Al_2TiO_5$ base ceramics and their thermal properties”. Ceramics International, 25(8), 681-687, 1999
  6. Jiang L, Chen XY, Han GM, Yu MENG. “Effect of additives on properties of aluminium titanate ceramics”. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 21(7), 1574-1579, 2011
  7. Bachmann JL. Investigations of Properties of Aluminium Oxide and Some Aluminuos Materials. Ph.D Thesis, Pennsylvania State University, Pennsylvania USA, 1948
  8. Freudenberg B. Etude de la reaction à l'état solide: $Al_2O_3+TiO_2-Al_2TiO_5$. Tesis Doctoral, Eĉole Polytécnique, Lausanne Suisse, 1987
  9. Lang SM, Fillmore CL, Maxwell LH. “The system berylliaalumina-titania: phase relations and general physical properties of three-component porcelains”. Journal of Research of the National Bureau of Standards, 48, 298-312, 1952
  10. Bayer G. “Thermal expansion characteristics and stability of pseudobrookite-type compounds, $Me_3O_5$”. Journal of the Less Common Metals, 24(2), 129-138, 1971
  11. Low IM, Oo Z. “Reformation of phase composition in decomposed aluminium titanate”. Materials Chemistry and physics, 111(1), 9-12, 2008
  12. Low IM, Oo Z. “In Situ Diffraction Study of Self‐Recovery in Aluminum Titanate”. Journal of the American Ceramic Society, 91(3), 1027-1029, 2008
  13. Korim T. “Effect of Mg2+-and Fe3+-ions on formation mechanism of aluminium titanate”. Ceramics International, 35(4), 1671-1675, 2009
  14. Kim IJ, Supkwak H.“Thermal shock resistance and thermal expansion behaviour with composition and microstructure of $Al_2TiO_5$ceramics”. Canadian metallurgical quarterly, 39(4), 387-396, 2000
  15. Rezaie HR, Naghizadeh R, Farrokhnia N, Arabi S, “The effect of Fe2O3 addition on tialite formation”. Ceramics international, 35(2), 679-6