Fabrication and Characterization of Mullite Reinforced MgO Added ZrO2 Ceramics

Authors : Mehmet Akif HAFIZOĞLU, Tahsin BOYRAZ, Ahmet AKKUŞ

Pages : 1197-1203

Doi:10.31590/ejosat.1013063

View : 21 | Download : 14

Publication Date : 2021-11-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, mullit (3Al2O3.2SiO2) ve %10 mol magnezya katkılı zirkonya (%10 mol MgO - %90 mol ZrO2) seramik tozları geleneksel seramik üretim yöntemi ile sentezlenmiştir. Karışımlar, zirkonya bilyalı değirmende aseton ortamında mekanik alaşımlama yöntemiyle hazırlanmıştır. Tozlar karıştırılmadan önce 110 ºC'de 24 saat etüvde kurutulmuştur. Al2O3, SiO2, MgO ve ZrO2 tozlarının stokiyometrik oranlarından oluşan tozların aseton ortamında bilyeli değirmende homojenize edildikten sonra geleneksel sinterleme yöntemiyle Mullit (3Al2O3.2SiO2) ve %10 mol magnezya katkılı zirkonya (MgO-ZrO2) seramik tozları sentezlenmiştir. Mullit ve %10 mol magnezya katkılı zirkonya seramik tozları sırasıyla 1600 oC'de 3 saat ve 1300 oC'de 2 saat sentezlenmiştir. Daha sonra oluşan seramik fazlar kırma, öğütme ve eleme işlemleri ile seramik - seramik kompozitleri oluşturmaya hazır hale getirilmiştir. Daha sonra ağırlıkça %0 ve %10 mullit (M) takviyeli magnezya katkılı zirkonya (MgZ) karışımları toz metalurjisi yöntemiyle hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlar zirkonya bilyalı değirmende 24 saat yaş öğütülmüş ve elenmiştir. Kurutulduktan sonra, tozlar 200 MPa'da tek eksenli presleme ile 56x12x10 mm'lik preformlara sıkıştırılmıştır. Devamında, yüksek sıcaklıklı bir fırında 5 oC/dak ısıtma hızı kullanılarak hava koşullarında 1500-1600 oC'de 1-5 saat sinterlenmiştir. Daha sonra mullit takviyeli magnezya katkılı zirkonya seramik kompozitler üzerinde mikroyapı (SEM), faz analizi (XRD), mekanik (sertlik, 3 nokta eğme ve aşınma) ve fiziksel özellikler (% küçülme, su emme, gözeneklilik ve yoğunluk) testleri yapılmıştır. Bu çalışmada, yüksek sinterleme sıcaklıklarında ZrO2 - MgO karışımında faz değişimi olup olmadığı ve mullit katkı maddesinin bu karışımın özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Elde edilen veriler grafik ve tablolar halinde sunulmuş ve yorumları yapılmıştır.
Keywords : Zirkonya, Mullit, Magnezya, Karakterizasyon, Aşınma