Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ

Yıl 2023, Cilt: 28 Sayı: 3, 821 - 834, 27.12.2023
https://doi.org/10.17482/uumfd.1296161

Öz

Üstün özelliklere sahip silisyum karbür (SiC) ve titanyum karbürün (TiC) daha iyi özelliklere sahip olması için bir araya getirilerek üretilmesi bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Bu amaçla, SiC-TiC karışım tozunun tek aşamada dinamik bir termokimyasal yöntem ile sentezlenebilmesi için bazı işlem parametreleri incelenmiştir. Başlangıç hammaddesi olarak silisyum oksit (SiO2), titanyum oksit (TiO2) ve karbon (C) kullanılarak farklı reçeteler ve üretim sıcaklıkları (1400, 1450 ve 1500°C) denenmiştir. Deneysel çalışmalara başlamadan önce üretimi planlanan farklı reçeteler termodinamik bir yazılım olan FactSage programı ile incelenmiştir. Bu programa göre belirlenen reçeteler için hammadde karışımları, C/SiO2/TiO2 oranları 6:1:1 ve 9:2:1 olarak iki farklı reçetede hazırlanmıştır. Tozlar homojen karıştırılmasından sonra granüle edilmişlerdir. Hazırlanan granüller dinamik termokimyasal işlemlere tabi tutulmuşlar ve XRD, SEM ve EDS analizleri ile karakterize edilmişlerdir. Dolayısıyla SiC-TiC karışım tozu üretiminde optimum sonuç için üretim parametreleri 1450°C’de 1 saat Ar atmosferinde
4 dv/dk dönme hızı olarak belirlenmiştir.

Teşekkür

Yazarlardan Betül Arslan, YÖK 100/2000 Doktora Bursu ile destek verdiği için YÖK'e teşekkür eder.

Kaynakça

  • 1. Ahmoye, D., Bucevac, D., Krstic, V. D. (2018) Mechanical properties of reaction sintered SiC-TiC composite, Ceramics International, 44, 14401-14407. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.05.050.
  • 2. Al-Qutub, A., Laoui, T., Zulhazmi, G., Samad, M.A. (2022) Evaluation of durability of alumina, silicon carbide and siliconized silicon carbide foams as absorber materials for concentrated solar power applications, Solar Energy, 242, 45-55. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.07.008.
  • 3. Cabrero, J., Audubert, F., Pailler, R. (2011) Fabrication and characterization of sintered TiC–SiC composites, Journal of the European Ceramic Society, 31, 313-320. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.10.010.
  • 4. Canikoğlu, N., Özdemir, B., Yaralı Özbek, Y., Kurt, A.O. (2018) Synthesis of TiN powders using dynamic CRN method, Sakarya University Journal of Science, 22 (5), 1438-1443. doi: https://doi.org/10.16984/saufenbilder.384247.
  • 5. Chen, J., Li, W.J., Jiang, W. (2009) Characterization of sintered TiC–SiC composites, Ceramics International, 35, 3125-3129. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2009.04.022.
  • 6. H. Pierson (1997) Hve book Of Refractory Carbides and Nitrides, Noye Yayıncılık, 1 baskı, New Jersey, A.B.D.
  • 7. Khodaei, M., Yaghobizadeh, O., Baharvve i, H.R., Dashti, A. (2018) Effects of different sintering methods on the properties of SiC-TiC, SiC-TiB2 composites, International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, 70,19-31. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2017.09.005.
  • 8. Liu, G., Li, J., Chen, K., Zhou, H. (2010) Combustion synthesis of (TiC + SiC) composite powders by coupling strong and weak exothermic reactions, Journal of Alloys and Compounds, 492, L82-L86. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.12.033.
  • 9. Lu, C. J. ve Li, Z. Q. (2005) Structural evolution of the Ti–Si–C system during mechanical alloying, Journal of Alloys and Compounds, 395, 88-92. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.11.046.
  • 10. Noviyanto, A. ve Yoon, D.H. (2012) One component metal oxide sintering additive for β-SiC based on thermodynamic calculation and experimental observations, Metals and Materials International, 18, 63-68. doi: https://doi.org/10.1007/s12540-012-0008-z.
  • 11. Osugi, G., Ito, A., Hotta, M., Goto, T. (2012) Microstructure and hardness of SiC–TiC nanocomposite thin films prepared by radiofrequency magnetron sputtering, Thin Solid Films, 520, 5851-5855. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.05.021.
  • 12. Özdemir, B. (2019) Dinamik karbotermal indirgeme yöntemi ile TiN ve ZrN tozu üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, 111.
  • 13. Özkan, A. (2019) Dinamik karbotermal indirgeme ile bor karbür tozu üretim parametrelerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, 86.
  • 14. Sen, W., Sun, H., Yang, B., Xu, B., Ma, W., Liu, D., Dai, Y. (2010) Preparation of titanium carbide powders by carbothermal reduction of titania/charcoal at vacuum condition, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 28, 628-632. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2010.06.005.
  • 15. Shimada, S. ve Onuma, A. (2009) Reaction of TiC with SiCl4 vapor with formation of SiC–TiC composites, Journal of the European Ceramic Society, 29, 2403-2409. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2009.01.010.
  • 16. Zhang, F.G., Jin, Q.S., Shui, W.J., Li, Y.J. (2022) The preparation of transition-metal-carbides membrane and its promising application in solar steam generation, Chemical Physics Letters, 801, 139712. doi: https://doi.org/10.1016/j.cplett.2022.139712.
  • 17. Zhou, M., Don P., Rodrigo, D., Wang, X., Hu, J., Dong, S., Cheng, Y.B. (2014) A novel approach for preparation of dense TiC–SiC nanocomposites by sol–gel infiltration and spark plasma sintering, Journal of the European Ceramic Society, 34,1949-1954. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.01.028.

SiC-TiC Powder Synthesis with One Step Dynamic Thermochemical Process

Yıl 2023, Cilt: 28 Sayı: 3, 821 - 834, 27.12.2023
https://doi.org/10.17482/uumfd.1296161

Öz

The aim of this study is to produce silicon carbide (SiC) and titanium carbide (TiC) with superior properties by combining them to have better properties. For this purpose, some process parameters were investigated in order to synthesis SiC-TiC mixture powder with a dynamic thermochemical method in one step. Different recipes and production temperatures (1400, 1450 and 1500°C) were tried by using silicon oxide (SiO2), titanium oxide (TiO2) and carbon (C) as starting raw materials. Before starting the experimental studies, different recipes planned to be produced were examined with the FactSage program, which is a thermodynamic software. Raw material mixtures for the recipes determined according to this program were prepared in two different recipes with C/SiO2/TiO2 ratios of 6:1:1 and 9:2:1. The powders were granulated after homogeneous mixing. The prepared granules were subjected to dynamic thermochemical treatments and characterized by XRD, SEM and EDS analyses. Therefore, for the optimum result in the production of SiC-TiC mixed powder, the production parameters were determined as 4 rpm rotational speed in Ar atmosphere for 1 hour at 1450°C.

Kaynakça

  • 1. Ahmoye, D., Bucevac, D., Krstic, V. D. (2018) Mechanical properties of reaction sintered SiC-TiC composite, Ceramics International, 44, 14401-14407. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.05.050.
  • 2. Al-Qutub, A., Laoui, T., Zulhazmi, G., Samad, M.A. (2022) Evaluation of durability of alumina, silicon carbide and siliconized silicon carbide foams as absorber materials for concentrated solar power applications, Solar Energy, 242, 45-55. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.07.008.
  • 3. Cabrero, J., Audubert, F., Pailler, R. (2011) Fabrication and characterization of sintered TiC–SiC composites, Journal of the European Ceramic Society, 31, 313-320. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.10.010.
  • 4. Canikoğlu, N., Özdemir, B., Yaralı Özbek, Y., Kurt, A.O. (2018) Synthesis of TiN powders using dynamic CRN method, Sakarya University Journal of Science, 22 (5), 1438-1443. doi: https://doi.org/10.16984/saufenbilder.384247.
  • 5. Chen, J., Li, W.J., Jiang, W. (2009) Characterization of sintered TiC–SiC composites, Ceramics International, 35, 3125-3129. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2009.04.022.
  • 6. H. Pierson (1997) Hve book Of Refractory Carbides and Nitrides, Noye Yayıncılık, 1 baskı, New Jersey, A.B.D.
  • 7. Khodaei, M., Yaghobizadeh, O., Baharvve i, H.R., Dashti, A. (2018) Effects of different sintering methods on the properties of SiC-TiC, SiC-TiB2 composites, International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, 70,19-31. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2017.09.005.
  • 8. Liu, G., Li, J., Chen, K., Zhou, H. (2010) Combustion synthesis of (TiC + SiC) composite powders by coupling strong and weak exothermic reactions, Journal of Alloys and Compounds, 492, L82-L86. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.12.033.
  • 9. Lu, C. J. ve Li, Z. Q. (2005) Structural evolution of the Ti–Si–C system during mechanical alloying, Journal of Alloys and Compounds, 395, 88-92. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.11.046.
  • 10. Noviyanto, A. ve Yoon, D.H. (2012) One component metal oxide sintering additive for β-SiC based on thermodynamic calculation and experimental observations, Metals and Materials International, 18, 63-68. doi: https://doi.org/10.1007/s12540-012-0008-z.
  • 11. Osugi, G., Ito, A., Hotta, M., Goto, T. (2012) Microstructure and hardness of SiC–TiC nanocomposite thin films prepared by radiofrequency magnetron sputtering, Thin Solid Films, 520, 5851-5855. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.05.021.
  • 12. Özdemir, B. (2019) Dinamik karbotermal indirgeme yöntemi ile TiN ve ZrN tozu üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, 111.
  • 13. Özkan, A. (2019) Dinamik karbotermal indirgeme ile bor karbür tozu üretim parametrelerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, 86.
  • 14. Sen, W., Sun, H., Yang, B., Xu, B., Ma, W., Liu, D., Dai, Y. (2010) Preparation of titanium carbide powders by carbothermal reduction of titania/charcoal at vacuum condition, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 28, 628-632. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2010.06.005.
  • 15. Shimada, S. ve Onuma, A. (2009) Reaction of TiC with SiCl4 vapor with formation of SiC–TiC composites, Journal of the European Ceramic Society, 29, 2403-2409. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2009.01.010.
  • 16. Zhang, F.G., Jin, Q.S., Shui, W.J., Li, Y.J. (2022) The preparation of transition-metal-carbides membrane and its promising application in solar steam generation, Chemical Physics Letters, 801, 139712. doi: https://doi.org/10.1016/j.cplett.2022.139712.
  • 17. Zhou, M., Don P., Rodrigo, D., Wang, X., Hu, J., Dong, S., Cheng, Y.B. (2014) A novel approach for preparation of dense TiC–SiC nanocomposites by sol–gel infiltration and spark plasma sintering, Journal of the European Ceramic Society, 34,1949-1954. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.01.028.
Toplam 17 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Malzeme Mühendisliği (Diğer)
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Betül Arslan 0000-0003-4350-8886

Nuray Canıkoğlu 0000-0003-3480-5096

Erken Görünüm Tarihi 2 Aralık 2023
Yayımlanma Tarihi 27 Aralık 2023
Gönderilme Tarihi 12 Mayıs 2023
Kabul Tarihi 15 Eylül 2023
Yayımlandığı Sayı Yıl 2023 Cilt: 28 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Arslan, B., & Canıkoğlu, N. (2023). TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 28(3), 821-834. https://doi.org/10.17482/uumfd.1296161
AMA Arslan B, Canıkoğlu N. TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ. UUJFE. Aralık 2023;28(3):821-834. doi:10.17482/uumfd.1296161
Chicago Arslan, Betül, ve Nuray Canıkoğlu. “TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28, sy. 3 (Aralık 2023): 821-34. https://doi.org/10.17482/uumfd.1296161.
EndNote Arslan B, Canıkoğlu N (01 Aralık 2023) TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28 3 821–834.
IEEE B. Arslan ve N. Canıkoğlu, “TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ”, UUJFE, c. 28, sy. 3, ss. 821–834, 2023, doi: 10.17482/uumfd.1296161.
ISNAD Arslan, Betül - Canıkoğlu, Nuray. “TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28/3 (Aralık 2023), 821-834. https://doi.org/10.17482/uumfd.1296161.
JAMA Arslan B, Canıkoğlu N. TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ. UUJFE. 2023;28:821–834.
MLA Arslan, Betül ve Nuray Canıkoğlu. “TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 28, sy. 3, 2023, ss. 821-34, doi:10.17482/uumfd.1296161.
Vancouver Arslan B, Canıkoğlu N. TEK ADIMLI DİNAMİK TERMOKİMYASAL İŞLEM İLE SiC-TiC TOZ SENTEZİ. UUJFE. 2023;28(3):821-34.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr