EFFECT OF COLEMANITE AND TINCAL IN TRADITIONAL MULLITE/ZIRCONIA COMPOSITE SYNTHESIS

Abstract

In this study, mullite/zirconia composites were obtained by reaction sintering from zircon, clay and aluminamixtures having colemanite and tincaladditions with several ratios (wt. %). The phase evolution, densification behavior and microstructural investigations of composites synthesized at 1450, 1500 and 1550 ⁰C for 5hrs were examined. The addition of colemanite leads to both decrease synthesis temperature and microstructural evolutions. However the addition of tincal doesn’t show smilar effect provided by colemanite. According the XRD analysis showed that zircon completely dissociated at for all mixtures having colemanite, however minor amount of retained zircon and corundum in undoped samples processed at 1550 ⁰C.According to the SEM images, microstructures consisted of a mullite matrix with homogeneously is seen to be distrubuted zirconia grains.

Keywords

• Zirconia/MulliteComposite,Colemanite,Tincal,Reaction Sintering

GELENEKSEL MULLİT/ZİRKONYA KOMPOZİT SENTEZİNE KOLEMANİT VE TİNKAL’İN ETKİSİ

Abstract

Yapılan çalışmada, mullit/ZrO2kompozitizirkon, kaolinit ve alümina kullanılarak hazırlanan karışıma ağırlıkça sırasıyla % 7 kolemanit ve %7 tinkalila ve edilerek reaksiyon sinterlemesi yoluyla elde edilmiştir. 1450, 1500 ve 15500C sıcaklıklarda 5 saat sinterlenen mullit/ZrO2kompozitlerine faz, yoğunluk ve mikroyapı analizleri yapılmıştır. Kolemanit ilavesinin hem sentez sıcaklığını düşürdüğü, hem yoğun ürün elde etmede katkısı olduğu görülmüştür. Ancak tinkal ilavesi kolemanitin sağladığı etkiyi gösterememiştir. XRD analizlerine göre, kolemanit içermeyen karışımda zirkon 1550^oC sıcaklığa kadar varlığını korurken, kolemanit içeren kompozisyonda 1450^oCsıcaklıkta zirkonun tamamen parçalanıp reaksiyona girdiği görülmüştür. Mikroyapıgörüntülerindegenel olarak zirkonya partiküllerin mullitmatriks içinde homojen dağıldığı görülmüştür.

Keywords

• Mullit/Zirkonya Kompozit,Kolemanit,Tinkal,Reaksiyon Sinterleme

References

1. [1] H .Aydın, “Bor Mineralleri Katkili Mullit/Zirkonya Kompozit Üretimi”, Doktora tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2013).
2. [2] H.,Schneider, J. Schreuer, B. Hildmann, “Structureandproperties of mullite-A review”, Journal of the European Ceramic Society 28, 329–344 (2008).
3. [3] M.Caligariis, N. Quaranta ve R. Caligaris,“Mullitesynthesisfromalkoxide-derivedaluminosilicatepowders”, Interceram, 48, 301-304 (1999).
4. [4] Y.F. Chen, M.C. Wang ve M.H. Hon,“Kinetics of secondary mullite formation in kaolin-Al2O3ceramics”, Scripta Materialia, 51, 231-235 (2004).
5. [5] H. Schneider, K. Okada ve J.A.Pask, “Mullite and mulliteceramics”, John Wileyand Sons, New York, USA (1990).
6. [6] C.J. Conville, W.E. Lee ve J.H. Sharp, “Microstructuralevolution in fired kaolinite”, British Ceramic Transactions, 97, 162-168 (1998).
7. [7] C. Neşet, “Cam Fırınlarına Yönelik Zirkonya Mullit Esaslı Dökülebilir Refrakter Betonların İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2008).
8. [8] Colm, Mc. I.J.,“Ceramic Science for materials technologists”, Leonard Hill, NY, (1983).

9. [9] C.B.Carter,ve M. G. Norton, “Ceramic Materials Science and Engineering”, Springer, (2007).