NiO / YSZ (Yitriya İle Kararlı Hale Getirilmiş Zirkonya) Seramiklerin Kırılma Tokluğuna Mikro Yapının Etkisi

Year 2009, Volume: 9 Issue: 3, 61 - 67, 01.12.2009

B. Aktaş S. Tekeli G. Küpeli Y. Bozkurt Ö. Gülsoy S. Salman

Abstract

Keywords

-

NiO / YSZ (YİTRİYA İLE KARARLI HALE GETİRİLMİŞ ZİRKONYA) SERAMİKLERİN KIRILMA TOKLUĞUNA MİKRO YAPININ ETKİSİ

Abstract

Saf zirkonya yalıtkan bir malzeme olup yüksek sıcaklığa ısıtıldığında allotropik değişimler gösterir ve kristal latisinde hata konsantrasyonu çok düşüktür. Oda sıcaklığında monoklinik yapıda olan zirkonya 1170 oC’de %5’lik bir hacimsel küçülme ile tetragonal yapıya ve bu yapıda 2370 oC’ de kübik yapıya dönüşür. Kübik yapı, zirkonya’nın ergime sıcaklığı olan 2680 oC’ye kadar kararlıdır. Bu çalışmada; ağırlıkça %1 oranında NiO ve %99 oranındaki YSZ tozlardan numuneler, koloidal işlemle ve basınçsız sinterleme ile üretildi. EDS analiz sonuçları; %1 oranındaki NiO ilavesinin kübik zirkonya matriksinde ve tane sınırlarında çözündüğünü gösterdi. Sertlik ve kırılma toklukları vickers uç yöntemi kullanılarak ölçüldü. Kırılma tokluğu sonuçları; ağırlıkça %1 oranındaki NiO ilavesi ile YSZ seramiklerin kırılma tokluğunda bir artma olduğunu gösterdi. NiO katkı elemanı, kübik zirkonya tane sınırlarında ikinci bir faz olarak bulunur ve bu ikinci faz ile YSZ arasındaki Young modülü ve termal genleşme katsayısındaki farklılıklar, çatlakların yön değiştirmesine sebep olarak, kırılma tokluğunda bir artış meydana getirmiştir

Keywords

YSZ (Yitriya ile Kararlı Hale Getirilmiş Zirkonya), NiO, Sinterlenebilirlik, Kırılma Tokluğu (KIC)

References

• Geçkinli, E.A., İleri Teknoloji Malzemeleri, İ.T.Ü. Matbası, İsranbul, Türkiye, 1992.
• Lange, F.F., Journal of the American Ceramic Society, 61, p.85, 1978.
• Anderson, C.A., Gupta, T.K., Advances in Ceramics, Science and Technology of Zirconia, American Ceramic Society, Columbus, OH, 3, p.184-201, 1981.
• Claussen, N., Ruehle, M., Advances in Ceramics, Science and Technology of Zirconia, American Ceramic Society, Columbus, OH, 3, p.137-163, 1981.
• Grain, C.T., Journal of the American Ceramic Society, 50, p.288, 1967.
• Scott, M.G., Journal of Materials Science, 10, p.1527, 1975.
• Marder, J.M., Mitchel, T.E., Heuer, A.H., Acta Metall., 31, p.387, 1983.
• Zhang, T., Zeng, Z., Huang, H., Hing, P., Kilner, J., Materials Letters, 57-1, p.124-129, 2002.
• Anstis, G.R., Chantikul, P., Lawn, B.R., Marshall, D.B., Journal of American Ceramic Soceity, 64, p.533- 543, 1981.
• Lee, W.E., Rainforth, W.M., Ceramic Microstructures:Property Control by Processing, Chapman and Hall, UK, 1994.
• Shanghua, W., Influence of Crack Path on Fracture Toughness of Ceramic Matrix Composites, PhD. Thesis, Birmingham, Alabama, USA, p.6-16, 2001.