This study investigates the effects of amorphous boron (Fluka Boron) on the mechanical and thermal properties of ceramic wall tiles. Samples with boron concentrations of 0%, 1%, 3%, 5%, 7%, and 9% were sintered at 1000°C. Results showed that moderate amorphous boron additions (3%–5%) significantly improved bulk density and compressive strength due to enhanced densification and reduced porosity. These effects are attributed to boron's fluxing action, which promotes particle bonding during sintering. Amorphous boron additions of up to 5% were observed to enhance mechanical properties and thermal conductivity, with optimal performance at this concentration. However, amorphous boron levels exceeding 5% led to diminished mechanical strength and thermal conductivity due to the formation of a glassy phase and structural heterogeneity, despite reduced apparent porosity. This study on wall tile ceramics highlights the critical role of amorphous boron concentration in balancing densification, phase composition, and microstructure to enhance compressive strength and thermal conductivity performance. By highlighting the interplay between boron content and material performance, the research contributes valuable knowledge toward the development of sustainable, high-performance ceramic materials.
Ceramic wall tiles Amorphous boron addition Powder metallurgy Materials characterization Mechanical and thermal performance
1732378022535
Bu çalışma, amorf borun (Fluka Boron) seramik duvar karolarının mekanik ve termal özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Bor konsantrasyonları %0, %1, %3, %5, %7 ve %9 olan numuneler 1000°C'de sinterlenmiştir. Sonuçlar, orta düzeyde amorf bor ilavelerinin (%3-%5), artan yoğunlaşma ve azalan gözeneklilik nedeniyle yığın yoğunluğunu ve basınç dayanımını önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Bu etkiler, borun sinterleme sırasında partikül bağlanmasını teşvik eden akışkanlaştırma etkisine bağlanmaktadır. %5'e kadar amorf bor ilavelerinin mekanik özellikleri ve termal iletkenliği artırdığı ve bu konsantrasyonda optimum performans gösterdiği görülmüştür. Bununla birlikte, %5'i aşan amorf bor seviyeleri, görünür gözenekliliğin azalmasına rağmen camsı faz oluşumu ve yapısal heterojenlik nedeniyle mekanik mukavemet ve termal iletkenliğin azalmasına yol açmıştır. Duvar karosu seramikleri üzerine yapılan bu çalışma, basınç dayanımı ve termal iletkenlik performansını artırmak için yoğunlaştırma, faz bileşimi ve mikro yapıyı dengelemede amorf bor konsantrasyonunun kritik rolünü vurgulamaktadır. Bor içeriği ve malzeme performansı arasındaki etkileşimi vurgulayarak, araştırma sürdürülebilir, yüksek performanslı seramik malzemelerin geliştirilmesine yönelik değerli bilgilere katkıda bulunmaktadır.
Seramik duvar karoları Amorf bor katkısı Toz metalurjisi Malzeme karakterizasyonu Mekanik ve termal performans
1732378022535
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Materials Science and Technologies, Material Characterization, Ceramics in Materials Engineering, Powder Metallurgy |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Project Number | 1732378022535 |
Publication Date | December 31, 2024 |
Submission Date | November 23, 2024 |
Acceptance Date | December 16, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 10 Issue: 2 |
Mugla Journal of Science and Technology (MJST) is licensed under the Creative Commons Attribution-Noncommercial-Pseudonymity License 4.0 international license.