Influence of Ulexite on the Synthesis ZrO2/Mullite Composite from Zircon and Kaolin Mixture

Year 2014, Volume: 14 Issue: 3, - , 01.12.2014

Hediye Aydın Remzi Gören

Abstract

In this study, zirconia/mullite composite was synthesized by reaction sintering route from zircon, clay, alumina and ulexite mixtures. Mixtures were sintered at 1450, 1500 and 1550 0C for 5 hrs. On the sintered samples, the phase evolution, densification and microstructural investigations were examined. XRD analysis showed that zircon completely dissociated at 1450oC and appeared monoclinic and tetragonal zirconia phases together with mullite phase. According to the SEM images, microstructures consisted of a mullite matrix with homogeneously distrubuted zirconia grains. The presence of ulexite in the mixture leads to both decrease synthesis temperature and improve densification of composite. © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1.GirişMullit, düşük ısıl genleşme katsayısı, yüksek sıcaklıklarda kimyasal kararlılık ve mekaniksel dayanıklılığından dolayı özellikle yüksek sıcaklık (refrakter) uygulamaları için potansiyel matris malzeme olarak dikkat çekmektedir (Tokgöz, 2008). Bununla birlikte, mullitin oda sıcaklığındaki düşük tokluğu uygulama alanlarını sınırlandırmaktadır (Sainz, et al., 2000). Mullitin oda sıcaklığındaki tokluk ve mekanik özelliklerini artırmak amacıyla zirkonya yaygındır (Wachtman, et all., 2009, Garrido et all., 2006, Tokgöz, 2008, Wacthman, 1996). partiküllerle takviye uygulamaları

Keywords

Zirconia/Mullite

Zirkon ve Kaolen Karışımında Zirkonya/Mullit Kompozit Sentezine Üleksitin Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, zirkon, kaolen ve alumina kullanılarak hazırlanan karışıma ağırlıkça üleksit ilave edilerek zirkonya takviyeli mullit kompozit sentezlenmiştir. Üleksit takviyeli karışımlar 1450, 1500 ve 15500C sıcaklıklarda 5 saat sinterlenmiştir. Sinterlenen üründe faz, yoğunluk ve mikroyapı analizleri yapılmıştır. Üleksit katkısının hem sentez sıcaklığını düşürdüğü hem yoğun ürün elde etmede katkısı olduğu görülmüştür. Üleksit içermeyen karışımda zirkon 1550oC sıcaklığa kadar varlığını korurken, üleksit içeren kompozisyonda 14500C sıcaklıkta zirkonun tamamen parçalanıp reaksiyona girdiği görülmüştür. Benzer şekilde, üleksit içeren karışımda 1450oC; üleksit içermeyen karışımda 1550oC sıcaklıkta ulaşılan yoğunluk değerinden daha yüksek yoğunluk değeri elde edilmiştir. Mikroyapı görüntülerinde zirkonya partiküllerin mullit matriks içinde homojen dağıldığı görülmüştür

Keywords

Zirkonya/Mullit Kompozit, Üleksit, Reaksiyon Sinterleme

References

• Aydın, H., 2012 “ZTM (Zirkonya Parçacıklarla Takviye Edilmiş Mullit) Kompozit Malzemelerinin Mekanik Özelliklerine Başlangıç Hammaddelerinin ve Mikroyapının Etkisinin Araştırılması”, Doktora Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya, 120.
• Caligaris M., Quaranta N. ve Caligaris R., 1999. “Mullite synthesis alumino-silicate powders”, Interceram, 48, 301- 304.
• from alkoxide-derived
• Chen Y.F., Wang M.C. ve Hon M.H., 2004. “Kinetics of secondary mullite formation in kaolin-Al2O3 ceramics”, Scripta Materialia, 51, 231-235.
• Conville C.J., Lee W.E. ve Sharp J.H., 1998. “Microstructural evolution in fired kaolinite”, British Ceramic Transactions, 97, 162-168.
• Garrido, E.F. Aglietti , L. Martorello, M.A. Camerucci , A.L. Cavalieri, 2006. Hardness and fracture toughness of mullite–zirconia composites obtained by slip casting”, Materials Science and Engineering A, 419 , 290–296
• Schneider, J. Schreuer, B. Hildmann, 2008. “Structure and properties of mullite-A review”, Journal of the European Ceramic Society, 28, 329–344.
• Schneider H., Okada K. ve Pask J.A., 1990. “Mullite and mullite ceramics”, John Wiley and Sons, New York, USA.
• Sainz, M.A., Serrano, F.J., Amigo, J.M., Bastida, J and Caballero, A. 2000. XRD microstructural analysis of mullites obtained from kaolinite-alumina mixtures. Journal of the European Ceramic Society, 20, 403-412.
• Tokgöz, T., 2008, “Yönlendirilmiş Mullit/Zirkonya Kompozitlerine Y2O3 İlavesinin Mekanik Özellikler Üzerindeki Etkisi”, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi.
• Wachtman, J. B., Cannon, W. R. and Mathhewson, M. J., 2009. Mechanical properties of ceramics, Wiley Press, 172-215.
• Wacthman B., 1996. “Mechanical Properties of Ceramics”, Wiley New York, 161