Titanyum Dioksitin Slip Döküm Tekniği ile Şekillendirilmesi

Özet

Bu çalışmada, titanyum dioksit tozunun slip döküm tekniği ile şekillendirilmesi amaçlanmıştır. Deneysel çalışmalar esas olarak üç aşamadan oluşmaktadır. İlk olarak, hacimce % 2’lik $TiO_2$ süspansiyonları kullanılarak sedimentasyon deneyleri yapılmıştır. İkinci aşamada, dispersiyon şartlarında TiO2 slip çamurları hazırlanmıştır ve daha sonra alçı kalıplarda şekillendirilmiştir. Şekillendirilen numunelerin sinterleme işlemi 1300, 1400 ve 1500°C’de 2 saat süre ile yapılmıştır. Son olarak, küçülme, Arşimed ve eğme dayanımı testleri, Mikroyapı (SEM) ve faz (XRD) analizleri uygulanmıştır. $TiO_2$ tozuna ait süspansiyonların sedimentasyon testleri zpc noktasının (zero point of charge) yaklaşık olarak pH = 1-2’de olduğunu göstermiştir. Üç farklı sıcaklıkta sinterlenen numunelerin XRD paternleri sadece rutil fazına ait pikleri göstermiştir. Sinterlenmiş numunelerin pik şiddetlerinde çok küçük bir fark vardır. Titanyum dioksit içeren sıvı faz oluşumu pik şiddetlerinde bir düşüşe sebep olmuş olabilir. Sonuç olarak, sinterleme sıcaklığının artması toplam gözenek değerlerinde bir düşüşe ve pişme küçülmesi, kapalı porozite, görünür yoğunluk, bulk yoğunluk ve eğme dayanımında bir artışa sebep olmuştur. Su emme değeri %5.24'den %1.96'ya düşmüştür. Görünür gözeneklilik %18.03'ten %7.12'ye düşmüştür. Pişme küçülmesi oranı %8.70'den %11.30'a yükselmiştir. Bulk yoğunluk 3.24'ten 3.64 gr/$cm^3$ 'e yükselmiştir. Üç nokta eğme dayanımı, artan sinterleme sıcaklığı ile 399.36 kg/$cm^2$ 'den 566.33 kg/$cm^2$ 'ye yükselmiştir.

Abstract

In this study, shaping of titanium dioxide powders using slip casting method was aimed. Experimental work essentially includes threestages. Initially, settling experiments were carried out using 2 vol. % TiO2 suspensions. In the second stage $TiO_2$ slip was prepared atdispersion condition (pH = 7.0) and then shaped using plaster mould. The sintering process of shaped samples were carried out at1300, 1400 and 1500°C. Finally, shrinkage, Archimedes and flexural strength tests, microstructure (SEM) and phase analysis (XRD)were performed. Settling experiments tests for the powder of TiO2 suspensions showed that the zpc (zero point of charge) is atapproximately pH = 1-2. XRD patterns showed only rutile phase peaks for the samples sintered at three different temperatures. Thereis a small difference between the peak intensities of the sintered samples. Liquid phase formation containing titanium dioxide mayhave caused a decrease in peak intensities. Consequently, increasing the sintering temperature resulted in a decrease in total porosity,and an increase in firing shrinkage, closed porosity, apparent density, bulk density and bending strength values. Water absorptiondecreased from 5.24% to 1.96%. Apparent porosity decreased from 18.03% to 7.12%. Firing shrinkage increased from 8.70% to11.30%. Bulk density increased from 3.24 to 3.64 gr/$cm^3$. Three point bending strength increased from 399.36 kg/$cm^2$to 566.33kg/$cm^2$ with the increasing sintering temperature.