ULTRA YÜKSEK SICAKLIĞA DAYANIKLI SERAMİK MALZEMELER: TANTALYUM KARBÜR (TaC)

Ultra yüksek sıcaklık seramikleri(UHTC); sahip oldukları yüksek sertlik, aşınma direnci yanında çok yüksek sıcaklıklarda çalışma atmosferine olan dayanımları nedeniyle özellikle uzay ve havacılık sektörlerinde kullanım potansiyeli yüksek olan ileri teknolojik seramik esaslı malzeme sınıfıdır. UHTC genel olarak 4. ve 5. grup metal (M:Ta, Ti, Hf gibi) elementlerinin karbürlü(MC), nitrürlü(MN), oksitli (MO) ve borürlü (MB) bileşiklerinden oluşmaktadır. Tantalyum Karbür (TaC)esaslı seramikler, hem yüksek sıcaklık dirençleri ve kararlılıkları hem de yüksek sıcaklıklarda üstün mekanik özellikleri nedeniyle en fazla ilgiyi üzerine çeken refrakter asıllı bir seramik malzemelerden bir tanesidir. Bu çalışmada, Tantalyum Karbür esaslı seramik malzemelerin yüksek sıcaklık koşullarında faz ve kristal yapısı, Ta/C bileşim oranına bağlı olarak mekanik, elektriksel ve termal özelliklerin değişimi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. TaC esaslı seramiklerin uygulama potansiyeli araştırılmıştır

ULTRA HIGH TEMPERATURE CERAMICS: TANTALUM CARBIDE (TaC)

Ultra high temperature ceramics (UHTC) are advanced technologic materials class which are used in many application branches especially space and aviation due their specific characteristics such as high hardness, high thermal resistance and corrosion resistance at elevated temperatures. UHTC are generally compounded forms of 4th and 5th group metals with carbide, nitride, oxide and boride. Tantalum Carbide is the refractory ceramic material because of its both high temperature behavior and mechanic characteristics. In this review, researches are encountered in literature are discussed such as crystal structure, Ta/C phase diagram, Ta/C compound ratio based mechanic characteristics changes, electrical and thermal properties of Tantalum Carbide which is the new material of space technology which is being evaluated

___

Fahrenholtz W. G., Hilmas G. E., Ultra High Temperature Ceramics-An İntroduction to Ultra High Temperature Ceramics, Materials Thought Leaders Series, (2010).
Wuchina E., Opila E., Opeka M., Fahrenholtz W., Talmy I., UHTCs: Ultra-High Temperature Ceramic Materials for Extreme Environment Applications, The Electrochemical Society Interface, 30-36, (2007).
Cottan J., Ultra High Temperature Ceramics, Advenced Materials and Processes, 26-28, (2010).
Türker E. B., Dinamik Karbotermal İndirgemeNitrürleme Yöntemiyle TiC Seramik Tozu Üretimi, (Yüksek Lisans Tezi), Sakarya Üniversitesi, (2013).
Schultz B. C., Processing and Characterization of Tantalum-Hafnium Carbide, (Yüksek Lisans Tezi), The Universty of Alabama, (2011).
Hugh O. Pierson, "Handbook Of Refractory Carbides and Nitries", Noyes Publication, (1996).
Desmaison-Brut M., Alexandre N., Desmaison J., Comparison of the Oxidation Behaviour of Two Dense Hot Isostatically Pressed Tantalum Carbide Materials, Journal of European Ceramic Society, 1325-1334, (1997).
Pierrat B., Oxidation of an Ultra High Temperature Ceramics, (Yüksek Lisans Tezi), Lulea Universtyof Tecnology, (2010).
Torre L. L., Winkler B., Schreuer J., Knorr K., Borja M. A., Elastic Properties of Tantalum Carbide, Solid State Communications, 134, 245-250, (2005).
S.H. Jhi, S.G. Louie, M.L. Cohen, J. Ihm, Vacancy hardening and softening in transition metal carbides and nitrides, Phys. Rev. Lett. 86 (15) (2001) 3348-3351.
Steinitz R., Mechanical Properties of Refractory Carbides at High Temperature, 75-100, in Nuclear Aplications of Nonfissinable Ceramics, Hinsdale, IL, (1966).
Santoro G., Dollof R. T., Hall coefficient of Tantalum Carbide as a Function of Carbon Content and Temperature, Journal of Applied Physics, 39-5, (1968).
Zhang X., Densification and Mechanical Properties of Tantalum Carbide and Tantalum Diboride Ceramics, Missouri Universty of Science and Technology, UMI Microform 3340629, (2008).
Toplan H. Ö., İleri Teknoloji Seramikleri, SAÜ/ Müh. Fak./ Lisans Ders Notları, (2014).
Keskin B., Sıcak Filaman Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemiyle TaC Üretimi ve Karakterizasyonu, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Y.Lisans Tezi, (2011).
Imahori J., Oku T., Murakami M., "Diffusion barrier properties of TaC between Si and Cu", Elsevier, Thin Solid Films, Volume 301, Issues 1-2, 1 June 1997, pp 142-148.
Podgornik B., Hogmark S., Sandberg O., " Influence of surface roughness and coating type on the galling properties of coated forming tool steel", Surface and Coatings Technology, Volume 184, Issues 2-3, 22 June 2004, pp 338-348
Dong a Z.J., Li X.K., Yuan G.M., Cong Y., Li N., Hu Z.J., Jiang Z.Y., Westwood A., "Fabrication of protective tantalum carbide coatings on carbon fibers using a molten salt method", Elsevier, Applied Surface Science, Volume 254, Issue 18, 15 July 2008, pp 5936-5940.
Altuncu E. Yüksek Sıcaklık Alaşımları ve Kaplamalar; SAÜ, FBE, Y.lisans, Ders Notları, (2014).