Kordiyerit+müllit, kordiyerit+anortit, kordiyerit+anortit+müllit kompozit refrakterlerinin mikroyapısal olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, sadece kordiyerit ve kordiyerit+müllit, kordiyerit+anortit, kordiyerit+anortit+müllit kristal fazlarını geliştirecek şekilde ayrı ayrı tasarlanan ve asıltı döküm çamuru şeklinde hazırlanmış bünyelerden üretilen dikdörtgen kesitli prizma ve silindirik çubuk şeklindeki numuneler 1275 ile 1500?C arasındaki sıcaklıklarda sinterlenmişlerdir. Çalışmaya öncelikle, Kordiyerit bazlı seramiklerin sinterleme davranışı ve buna bağlı mekanik özellikleri hakkında bilgi sahibi olunması için sadece kordiyerit kristal fazını geliştirecek şekilde tasarlanan bünyeden üretilen numuneler üzerinden yoğunluk, eğme mukavemeti, elastik modül ölçümü deneylerinin gerçekleştirilmesi ile başlanmıştır. Daha sonra diğer tüm kompozisyonlardan üretilen numuneler üzerinden X- ışını analizleri, ısıl genleşme katsayısı ölçümleri yapılmış ve mikro yapıları taramalı elektron mikroskobu yardımıyla detaylı olarak incelenmiş ve yapılan EDS analizleri ile mevcut fazların varlığı gözlemlenmiştir.Yalnızca kordiyerit içeren bünyelerde yapılan eğme mukavemeti ve elastik modül ölçüm sonuçları, sıcaklığın artışıyla artan yoğunluğa paralel bir davranış göstermişlerdir. Kordiyerit kompozisyonunun ısıl genleşme katsayısı ortalama 3.8x10-6/oC olarak ölçülmüştür. Diğer bünyelerde ise ısıl genleşme katsayısı müllit, anortit ve kalıntı korandum fazlarının varlığı neticesinde 4.5-5.5x10-6/oC düzeyine çıkmıştır. Çalışmada x-ışını kırınımı çalışması ile mikroyapıda geliştiği tespit edilen kordiyerit, müllit ve anortit ana fazları ile korandum ve silika fazlarının şekli, boyutu ve mikroyapıdaki dağılımı taramalı elektron mikroskobu ile gözlemlenmiştir. Ayrıca elde edilen görüntüler üzerinden gerçekleştirilen EDS analizleri kristal fazların varlığı bir kez daha doğrulanmıştır.In this study, the compositions which were designed to develop crystalline phases of cordierite, anorthite and mullite in the microstructure as in the order of cordierite+mullite, cordierite+ anorthite and cordierite+anorthite+mullite were obtained in a slip casting slurry form. Rectangular prism and cylindrical rod shaped specimens produced from these slurries were sintered at temperatures ranging from 1275 and 1500?C. In order to gain some understanding about the cordierite based ceramics, this study was commenced by establishing the sintering and mechanical behavior of composition which develops only cordierite crystalline phase in the microstructure. The specimens produced from this composition were sintered and bulk density, elastic modulus and flexural strength measurements were carried out from the sintered specimens. Following these study thermal expansion measurements, x-ray diffraction analysis and detailed microstructural investigation by Scanning Electron Microscopy were carried out on specimens from all the prepared compositions. During SEM study EDS analysis were done to support the results of x-ray diffraction analysis.It was found that both elastic modulus and flexural strength values were increasing parallel to the bulk density increase in specimens produced from composition which develops only cordierite. Thermal expansion coefficient of cordierite composition was measured as 3.8x10-6/?C. However, the thermal expansion coefficients of other composition was higher than 3.8x10-6/?C because of the presence of other phases such as mullite, anorthite and residual korandum and cristobalite phases. The size, shape and distribution of the crystalline phases in the microstructure of all the prepared compositions were observed by SEM and the presence of crystalline phases that was shown by x-ray diffraction was also verified with the EDS analysis.