sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat...

7
1 Alüminyum Alkoksit ve Alümina Üretimi Alüminyum metalinin alkolle reaksiyonu sonucu alkoksit oluşturulması ve bundan elde edilecek jelinde öğütülüp kalsine edildikten sonra alüminaya dönüşmesi beklenmektedir. Kısacası bu çalışmada alüminyum metalinden yola çıkılarak γ-alümina eldesi hedeflenmiştir. Deneylerde aşağıdaki sıra izlenmiştir: Alüminyum Alkoksit Eldesi Alkoksitten Böhmit Eldesi Böhmitten γ-Al2O3 Eldesi Üretilen γ-Al2O3 Karakterizasyonu Üretilen Alüminyum izopropoksitin IR grafiği Referans Alüminyum izopropoksitin IR grafiği Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Transcript of sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat...

Page 1: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

1

Alüminyum Alkoksit ve Alümina Üretimi

• Alüminyum metalinin alkolle reaksiyonu sonucu alkoksit oluşturulması ve bundan elde edilecek jelinde öğütülüp kalsine edildikten sonra alüminaya dönüşmesi beklenmektedir. Kısacası bu çalışmada alüminyum metalinden yola çıkılarak γ-alümina eldesihedeflenmiştir. Deneylerde aşağıdaki sıra izlenmiştir:

• Alüminyum Alkoksit Eldesi• Alkoksitten Böhmit Eldesi• Böhmitten γ-Al2O3 Eldesi• Üretilen γ-Al2O3 Karakterizasyonu

• Üretilen Alüminyum izopropoksitin IR grafiği• Referans Alüminyum izopropoksitin IR grafiği

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Page 2: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

2

• Üretilen tozların 1200 – 1100 ve 1000 0C deki XRD diyagramları

Mullit ÜretimiMullit, (3Al2O3. 2SiO2 ) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az rastlanır. Geleneksel seramikler için olan değeri yanında mullit son yıllarda fonksiyonel ve ileri teknoloji seramikleri için kuvvetli aday malzeme haline gelmektedir.Mullitin göze çarpan termo mekanik özellikleridir:

• Düşük termal genleşme • Düşük termal iletkenlik • Mükemmel sürünme direnci• İyi kimyasal duyarlılık • Oksidasyon direnci

Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle alüminyum triseconderbütoksit ve silika kaynağı olarak TEOS kullanılarak müllit üretimi hedeflenmiştir.

1.aşamada da silika ve alümina solleri hazırlanmıştır. Müllitin stokiyometrik bileşimine (3Al2O3. 2SiO2) uygun şekilde bu iki sol karıştırılmıştır. Karıştırma işleminden sonra sol karışımı jelleşmiş ve oda sıcaklığında bekletilerek kurutulmuştur.

2. aşamada kurutulan jelden elde edilen tozların 1100°C, 1200°C, ve 1300°C’de sinterlenmesi yapılmıştır.

3. aşamada ise, sinterlenen tozların XRD ve SEM ile karakterizasyonu yapılmıştır.

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Page 3: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

3

Şekil 1 Şekil 2

Şekil 3

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Page 4: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

4

1100 °C

1200 °C

1300 °C

Mullit

Mullit Whiskers

Alüminyum Titanat Üretimi• Oksit seramik malzemeler termal izolatörlerdir ama

sadece yüksek termal şok dayanımları ve düşük termal genleşme özelliği sahip olanlardır. Bu nedenle Al2TiO5 yüksek ergime sıcaklığından dolayı çok elverişlidir. Bununla beraber bu bileşik 1200 0C altında kararlıdeğildir.

• Al2TiO5 düşük termal genleşme katsayısı, yüksek termal şok dayanımı, yüksek refrakterlik ve iyi korozyon direncine sahip malzemedir. Genel olarak bu malzeme düşük temal iletkenlik ve yüksek ergime sıcaklığına sahiptir. ( 1860 0C civarı ). Bu özelliklerinden dolayıdemirsiz metalurji endüstrisinde kullanılmaktadır.

Bu çalışmada Alüminyum sec-butoksit [ Al( OC4H9 )3 ], Titanyum izopropilat, izopropilalkol ve su kullanıldı. pH ‘ ıayarlamak içinde asetik asit %10 hazırlandı. Kullanılan hammaddeler karıştırıldı ve 100 0C de azot atmosferinde 1 saat bekletildi. Elde edilen jel 1200-1250-13000C lerde sinterlendi, daha sonra öğütülüp XRD ve SEM analizleri yapılarak sonuçlar incelendi.

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Page 5: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

5

Enstatit Üretimi

• Saf enstatit üç iyi kristalleşmiş türde gözlenir, ortoerıstatit ve protoenstatit ortorombik simetride, k monoklinik simetri gösterir. Bu üç polimorfik tür yüksek sıcaklılarda duraylıdır. Klino enstatit düşük sıcaklıklarda, protoenstatit orta, ortoenstatit yüksek sıcaklıklarda oluşur. Proto enstatit yaklaşık 1000°C dan 1300°C ye kadar gözlenir ve 1550°C de forsterit + sıvı fazı oluşur, protoenstatit doğada bilinmez

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Page 6: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

6

Wollastonit Üretimi

• Wollastonitin endüstriyel bir mineral olarak tanımlanması yakın zamanlarda olmuştur.Endüstriyel bir mineral olan wollastonit, doğal kalsiyum metasilikat olarak tanımlanır. (CaSiO3)

• Wollastonit kullanımı ile gelişen pek çok özellikten bazıları şunlardır; ürün mukavemetinin artması ve tek pişirim karolarda pişme süresinin önemli oranda azalmasına imkan vermesidir.

• Wollastonitin teorik bileşimi % 48,5 CaO ve % 51,7 SiO2 ’den oluşur. Fakat doğada kalsiyum yerine demir, manganez ya da mağnezyum ile bulunuşu da olabilir. Saf halde beyaz lifsi görünümde olan mineral, impürüteler (çeşitli safsızlıklar) nedeni ile gri ya da kahverengi renk kazanabilir.

• Skarnlar, mağmadan kireçtaşlarına silikat, alüminyum, demir ve manganez transferi ile oluşmuştur. Meydana gelen reaksiyon skarnzonlarından, silikat ya da mağmadan, silikat ve kireçtaşından kalsitin gelişi ile gerçekleşir.

• Kuvars ve kalsit, düşük sıcaklıkta (450-600 °C ) wollastoniti oluşturur.

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Page 7: sol-gel 4. hafta - Kimmuh.comMullit Üretimi Mullit, (3Al 2O 3. 2SiO 2) alüminasilikat seramiklerinde en çok bulunan fazlardan birisi olduğu halde, doğada çok az ... ayarlamak

7

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları