Nitrür Esaslı Malzemelerin Yüksek Enerjili Öğütme ile Düşük Maliyetli Üretimi

Seramik malzemelerin üretiminde, hem performans artışı hem de ekonomi en önemli iki parametredir. Bu iki işlemin yönetimindeki ortak parametre, hammaddelerin başlangıçtaki toz boyutunun kontrol edilmesidir. Nitrür bazlı ileri teknoloji malzemeleri, saflıkları ve üretim sürecindeki mikron boyutları nedeniyle önemli avantajlar sağlar. Bununla birlikte, bu malzemelerin sinterlenmesi hem zor hem de pahalıdır. Sinterleme işleminde kullanılan katkı maddeleri, nihai üründe malzemenin kullanım özelliklerinde bozulmaya neden olabilir. Özellikleri, sertliği ve aşındırıcılığı nedeniyle, öğütme işlemini kullanarak partikül boyutlarını istenen boyuta düşürmek kolay bir şekilde mümkün değildir. Bununla birlikte, tozların süspansiyonda askıda tutulması ile bu işlemi aktif, kısa ve verimli hale getirmek mümkündür. Bu nedenle, sistemdeki toz-toz, toz-bilya etkileşimini arttırmak mümkündür. Bu çalışmada, süreç farklı stabilizatörler ve ortam kullanılarak kontrol edilmiştir. Böylece, tane büyüklüğü 500 m olan nitrür tozlarının boyutu 100nm'ye düşürülmüş, bu da sinterleme ve mekanik davranışların iyileştirilmesi ile sonuçlanmıştır.

Cost Effective Production of Nitride Based Materials by High Energy Ball Milling

In the production of ceramic materials, both performance increase and economy are the two most important parameters. The common parameter in the management of these two processes is the control of the initial powder size of the raw materials. Nitride-based advanced technology materials provide significant advantages due to their purity, and micron size in the production process. However, the sintering of these materials is both difficult and expensive. The additives used in the sintering process may cause deterioration in the using properties of the material in the final product. Due to its properties, hardness and abrasiveness, it cannot be easily possible reduce their particle size to the desired size using the grinding process. However, it is possible to make this process be active, short and efficient by suspending the powders in suspension. Therefore, it is possible to increasing the powder-powder, powder-ball interaction in the system. In this study, the process was controlled by using different stabilizers and medium. Thus, the size of nitride powders having a grain size of 500 m was reduced to 100nm, resulting in improved sintering and mechanical behavior.

___

  • [1] Gleiter, H., “Nanostructured Materials, Basic concept and microstructure.” Acta Mater., 48, 1-29, 2000
  • [2] Murty, B.S., Ranganathan, S., “Novel materials synthesis by mechanical alloying/milling.” Int. Mater. Rev., 43, 101-141, 1998
  • [3] Balaz, P., Godocikova, E., Krilova, L., Lobotk, P., Gock, E., “Preparation of nanocrystalline materials by high-energy milling,” Materials Science and Engineering A, 386, 442-446, 2004
  • [4] Jack, K.H., “Sialons and related nitrogen ceramics.” Mater. Sci., 11, 1135-1158, 1976
  • [5] Deeley, G.C., Herbert, J.M., Moore, N.C., “Dense silicon nitride.” Pow. Met., 8, 145, 1961
  • [6] Lukianova, O.A., Krasilnikov, V.V., Parkhomenko, A.A., Sirota, V.V., “Microstructure and phase composition of cold isostatically pressed and pressureless sintered silicon nitride. “Research Letters, 11, 148, 2016
  • [7] Hoffmann, M.J., “Relationship between microstructure and mechanical properties of silicon nitride ceramics.” Pure Appl. Chem., 67, 939-946,1995
  • [8] Ekström, T., Nygren, M., “SiAION Ceramics.” J. Am. Ceram. Soc., 75, 259-276, 1992
  • [9] Izhevskiy, V.A, Genova, L.A, Bressiani, J.C, Aldinger, F., “Progress in SiAlON Ceramics,.” J. Euro. Ceram. Soc., 20, 2275-2295, 2000
  • [10] Shelb, J.E, Kohli, J.T., “Rare-earth aluminosilicate glasses.” J. Am. Ceram. Soc., 73, 1, 39-42, 1990
  • [11] Bulic, F., Zalite, I., Zhilinska, N., “Comparison of plasma-chemical synthesized SiAlON nano-powder and conventional prepared SiAlON powder, “Journal of the European Ceramic Society, 24, 3303-3306, 2004
  • [12] Xu, X., Oliveira, M, Ferreira, J. M. F., “Effect of solvent composition on dispersing ability of reaction SiAlON suspensions.” Journal of Colloid and Interface Science, 259, 391-397, 2003
  • [13] Li, Q., Zhang, C., Komeya, K., Tatami, J., Meguro, T., Gao, L., “Nano-powders of SiAlON carbothermally produced via a sol-gel process.” Journal of Materials Science Letters, 22, 885-887, 2003
  • [14] Xu, X., Nishimura, T., Hirosaki, N., Xie, R,, Yamamoto, Y., Tanaka, H., “Fabrication of -SiAlON nano ceramics by high-energy mechanical milling and spark plasma sintering.” Nanotechnology, 16, 1569-1573, 2005
  • [15] Lü, Z.J., Ai, X., Zhao, J., “Preparation of agglomerate-free starting powders for TiC-reinforced -SiAlON nanocomposites.” Materials Science Forum, 471-472, 282-286, 2004
  • [16] Tessier, P., Alamdari, H.D., Dubuc, R., Boily, S., “Nanocrystalline -SiAlON by reactive of a SiO2-AlN mixture subjected to high-energy ball milling.” Journal of Alloys and Compounds, 391, 225-227, 2005
  • [17] Xu, X., Nishimura, T., Hirosaki, N., Xie, R., “Fabrication of β-SiAlON Nanoceramics by High-energy mechanical milling and spark plasma sintering.” Institute of Physics Publishing Nanotechnology, 16, 1569-1573, 2005
  • [18] Xu, X., Nishimura, T., Hirosaki, N., Xie, R., Tanaka, H., “New strategies for preparing nano-sized silicon nitride ceramics.” J. Am. Ceram. Soc., 88, 4, 934-937, 2005
  • [19] Suryanarayana, C., “Mechanical Alloying and Milling.”, Progress in Materials Science, 46, 1-184, 2001
  • [20] Prziwara, P., Breitung-Faes, S., Kwade, A., “Impact of grinding aids on dry grinding performance, bulk properties and surface energy.” Advanced Powder Technology, 29, 416-425, 2018
Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-466X
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2012
  • Yayıncı: Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Demir-Çelik Üretim Tesisi Fan Tozu Atığının Seramik Sırda Kullanılabilirliğinin İncelenmesi

Zahide BAYER OZTÜRK

Başlık Malzemesi Türünün ve Başlık Sayısının Beton Basınç Dayanımı ve Elastisite Modülüne Etkisi

Hasan BAYLAVLI, Eren GÖDEK

Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması

Ömer CİHAN, İlker TEMİZER, Mustafa Güven GÖK, Muhammet KARABAŞ

Halojen İçermeyen, Alev Geciktirici Polimer Matrisli Kompozit Üretiminde Ekstrüder Çalışmalarının Yanma Üzerine Etkisi

Bilal DEMİREL, Sümeyya YILDIRIM

CAT 6A U/FTP Data Kablosunun Yüksek Frekans Parametrelerinin YSA ile Tahmin Modeli

Pelin ÖZTÜRK, Hafiz ALİSOY, Reşat MUTLU

55TiO2-Cr2O3 Kaplamanın Frenleme Performansına Etkisinin Araştırılması

İbrahim MUTLU, Bekir GÜNEY, Onur Can ÜNAL, Ömer KARTAL

UV Işınlamasının Riviera Zeytinyağının BNNSs/PVB Çok Katmanlı İnce Film Kaplamalı Cam Şişelerde Saklanmasına Etkisi

Duygu KURU, Alev AKPİNAR BORAZAN, Nuran AY

Nitrür Esaslı Malzemelerin Yüksek Enerjili Öğütme ile Düşük Maliyetli Üretimi

Semra KURAMA, Haldun KURAMA

Kalsiyum Boratlı Antibakteriyel Sırların Hazırlanması ve Antibakteriyel Özelliklerinin İncelenmesi

Ebru ÇITAK, Bilal DEMİREL, Gökçen ÇELİK, Fatih AKKURT

Sıcaklık Değişimi ve Dinamik Yol Yüklerinin Polipropilen Gıda Depolama Kutularının Deformasyonuna Etkisi

Meral REİS, Betul GULCIMEN CAKAN, Ali DURMUŞ, Murat REİS