Effect of the Heat Threatment Temperature on the Production and Microstructure of the BaTa2O6 Ceramic Synthesized by Mechanochemical Process

Year 2014, Volume: 14 Issue: 3, 499 - 503, 01.12.2014

Mustafa İlhan Ayhan Mergen Cemalettin Yaman

Abstract

BaTa2O6 ceramic was produced by mechanochemical synthesis inusing starting matterials of BaCO3 and Ta2O5. The effect of milling time and heat treatment temperature on BaTa2O6 formation and microstructure was investigated. While BaTa2O6 crystallisation started even after 1h of milling, single phase BaTa2O6 was obtained after 10h of milling. The crystallite size was around 22 nm after 10 of milling and didnot change significantly with increasing milling time. While single phase BaTa2O6structure was obtained after heat treatment of 1h milled powder at 1200 °C, single phase structure was produced at 900 °C when powder milled for 5h. Although BaTa2O6 grain size at 900 °C was near to the unmilled powder, grain size increased to 220-950 nm at 1100 °C probably due to liquid phase formation. Ba6Fe4Ta12O42 phase started to form at 1100 °C due to iron contamination and increased in amount at 1200 °C. The morpholgoy of Ba6Fe4Ta12O42 grains having longitudinal grain structure was different from BaTa2O6 grains with smaller sizes. © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. GirişÜstün nitelikli ve nano ölçekte malzeme üretim yöntemlerinden biri mekanik alaşımlamadır (Beak ve ark. 1997), (Suryanarayana, 2001). Son yarım yüzyıllık süreçte geliştirilen mekanik alaşımlama seramik ve kompozitlerden, alaşım ve intermetalik bileşiklere kadar uzanan geniş bir alanda uygulanmaktadır (Rojac ve ark. 2006), (Heinicke, 1984). Mekanik alaşımlamada, öğütme esnasında toz partikülleri arasında meydana gelen plastik deformasyon ve soğuk kaynaşma sonucunda

Keywords

-

Isıl İşlem Sıcaklığının Mekanokimyasal Sentezlenmiş BaTa2O6 Seramiğinin Oluşumuna ve Mikroyapısına Etkisi

Abstract

BaTa2O6 seramiği BaCO3 ve Ta2O5 başlangıç tozları kullanılarak mekanokimyasal yöntemle sentezlenmiştir. Öğütme süresi ve ısıl işlem sıcaklığının BaTa2O6 oluşumu ve mikroyapısına etkisi araştırılmıştır. 1 saat yüksek enerjili öğütme sonrası BaTa26 kristalleşmesi başlamış, 10 saat öğütme sonunda tek fazlı BaTa2O6 yapısı elde edilmiştir. 10 saat öğütme sonunda 22 nm olan toz kristal boyutu öğütme zamanının artmasıyla değişmemiştir. 1 saat yüksek enerjili öğütülmüş tozun 1200 °C’de ısıl işlemi tek fazlı BaTa2O6 yapısını vermesine karşılık, 5 saat öğütülen tozda tek fazlı yapı 900 °C’de elde edilmiştir. BaTa2O6 seramiğinin tane boyutu 900 °C’de öğütme toz boyutlarıyla birbirine yakınken, tane boyutu 1100°C’de muhtemelen sıvı faz oluşumu nedeniyle 220-950 nm aralığına yükselmiştir. Demir kirlenmesine bağlı olarak 1100 °C’de oluşan ve 1200 °C sıcaklıkta yüksek miktarlara ulaşan Ba6Fe4Ta12O42 fazı, uzun ve iri tane yapısıyla yuvarlak ve küçük tanelere sahip BaTa2O6 seramiğindenfarklılık göstermiştir

Keywords

Yüksek Enerjili Öğütme, Mekanokimyasal Sentez, BaTa2O6 Seramiği, XRD, SEM.

References

• Beak, J., Isobe, T., Senna, M., 1997. Synthesis of Pyrochlore-Free Ceramics Via a Soft Mechanochemical Route. Journal of the American Ceramics Society, 80 (4),973–981.
• Cullity, B. D., Stock, S.R., 2001. Elements of X-Ray Diffraction. Third Edition, Prentice Hall, USA.
• Heinicke, G., 1984. Tribochemistry. Akademie Verlag, Berlin, Germany.
• İlhan, M., Mergen, A., Yaman, C., 2011. Mechanochemical Synthesis and Characterisation of BaTa2O6 Ceramic Powders. Ceramics International, 37, 1507- 1514.
• LAyden, G.K., 1967. Polymorphism of BaTa2O6. Material Research Bulletin, 2,533.
• Rojac, T., Kosec, M., Malic, B., Holc, J., 2006. The Application of a Milling Map in the Mechanochemical Synthesis of Ceramic Oxides. Journal of the European Ceramic Society, 26,3711–3716.
• Suryanarayana, C., 2001. Mechanical Alloying and Milling. Progress in Materials Science, 46,1-184.