The effect of mullite addition on wear properties of titania doped zirconia ceramics

Authors : Mehmet Akif HAFIZOĞLU, Tahsin BOYRAZ, Ahmet AKKUŞ

Pages : 43-50

Doi:10.24012/dumf.1053347

View : 20 | Download : 13

Publication Date : 2022-03-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, yüksek sinterleme sıcaklıklarında zirkonya-titanya karışımında faz değişimi olup olmadığı ve mullit katkı maddesinin bu karışımın mekanik ve özellikle aşınma özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Geleneksel seramik üretim yöntemiyle mullit ve %8 mol titanya katkılı zirkonyum dioksit (%8 mol titanya - %92 mol zirkonya) tozlarını sentezledik. Karışımları aseton ortamında mekanik alaşımlama tekniği ile hazırladık. Mullit sentezlemek için, Al2O3 ve SiO2 toz karışımını stokiyometrik oranlarda hazırladık ve 1600 oC'de 3 saat fırınladık. Daha sonra titanya katkılı zirkonya kompozitleri 1300 oC'de 2 saat fırınladık. Böylece titanya - zirkonya ve mullit kompozit fazlar elde edilmiş, öğütme ve eleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra mullitsiz ve ağırlıkça %10 mullit takviyeli titanyum oksit katkılı zirkonya karışımları hazırladık. Tozlar kurutulduktan sonra tek eksenli presleme ile preslenmiştir. Oluşan numuneler hava şartlarında yüksek sıcaklıklı fırında 1500 ve 1600 oC sinterleme sıcaklıklarında 1 ve 5 saat sinterlenmiştir. Son olarak kompozitler üzerinde mikroyapı incelemeleri, faz analizi, 3 nokta eğilme, sertlik, aşınma testleri, su emme, gözeneklilik, büzülme ve yoğunluk sonuçları incelenmiştir. Zirkonya matrikse titanya ve mullit eklenmesi ile kompozit mikroyapısında yeni bir fazın tanımlanmadığı tespit edilmiştir. Ancak mullit katkısı, titanya-zirkonya kompozitlerinin aşınma direncini, sertliğini ve üç nokta eğilme mukavemetini artırdığı sonucuna ulaşılmıştır.
Keywords : Aşınma, Zirkonya, Titanya, Mullit, Mekanik Alaşımlama, Geleneksel Seramik Üretim Yöntemi