X. VI. Ulusal Kimya Kongresi, Konya, 2002 YÜKSEK TEKNOLOJİ
advertisement
X. VI. Ulusal Kimya Kongresi, Konya, 2002 Ç 15 Y ÜKSEK TE K N O L O Jİ SERA M İK LER İ Yüksel SAR1KAYA Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü, Beşevler, 06100 Ankara Nükleer enerji, elektrik-elektronik, motor, makine, kimya, uçak ve uzay endüstrilerinde kullanılan sertliği, kırılganlığı, kopma gerilimi, burulma gerilimi ve erime sıcaklığı çok yüksek olan metal dışı inorganik malzemelere yüksek teknoloji seramikleri (YTS) denilmektedir. Bazı elementler yanında metal oksitleri, metal silikatları, metal sülfürleri, metal karbürleri ve metal nitrürleri YTS olarak kullanılmaktadır. Ferroelektrik, piezoelektrik, izolatör, yarı iletken, süper iletken, termoiyonik, iyon iletken, saydam, luminisans, sensör, katalizör, elektrot, filtre, refrakter, ısı değiştirici, kesici, aşındırıcı ve nükleer malzeme olarak kullanılan YTS’ne örnekler verilerek bu konudaki çalışmaların önemine değinilecektir. YTS üretimindeki ana basamaklar ince toz hazırlanması, şekillendirme ve pişirme şeklinde sıralanabilir. Sürekli kullanmakta olduğumuz klasik seramiklerin ham maddeleri doğal mineraller ya da bunların karışımları olduğu halde YTS’nin ham maddeleri yüksek saflıkta üretilmiş kimyasallardır. Bu kimyasallardan yola çıkılarak bileşimi, kristal yapısı, şekli, büyüklüğü, boyut dağılımı, topaklaşma derecesi ve gözenekliliği kontrol edilerek ince tozların hazırlanması sırasında yapılan işlemler büyük ölçüde fizikokimya içinde yer almaktadır. Burada, öncelikle ince toz hazırlama yöntemlerine değinilecektir. Bu konudaki katı, sıvı ve buhar fazı sentezleri yanında hidroliz, çözücü buharlaştırma, emülsiyon buharlaştırma, plazma, laser, elektrik fırını ve çözeltiden homojen çöktürme teknikleri tartışılacaktır. Kalsinasyon adı verilen ısıl işlemin tozların kristal yapısı ve gözenekliliği üzerine etkisi belirtilecektir. Tozların istenilen termal, mekanik, elektriksel, optik ve magnetik özelliklerinin sağlanması üzerinde durulacaktır. Süspansiyon döküm, kalıplama, enjeksiyon, ekstmsyon, yönlü presleme, sıcak presleme ve izostatik presleme gibi şekillendirme yöntemleri verilerek presleme basıncının gözeneklilik üzerine etkisine değinilecektir. Yoğunluk, özgül yüzey alanı, özgül gözenek hacmi ve büzülme gibi bazı fizikokimyasal özelliklerden uygun olanları izlenerek tozların kalsinasyonu ve şekillendirilmiş malzemelerin pişirilmesi sırasındaki sinterleşmeye ilişkin bazı kinetik ve termodinamik verilere nasıl ulaşılabileceği tartışılacaktır. Sinterleşme olgusunun yürütücü kuvvetine değinilecektir. Kimyasal potansiyeli daha yüksek olan dışbükey yüzeylerden içbükey yüzeylere olan madde aktarımının olası yolları belirtilecektir. Buharlaşma-yoğunlaşma yanında dışbükey yüzeylerden, partikül sınırlarından ve dislokasyonlardan başlayan difüzyonlaıia madde aktarımlarının mekanizmaları verilecektir. Sinterleşme sıcaklığı ile yoğunluk ve gözenekli yapıdaki değişmeler üzerinde durulacaktır. YTS Terinin incelenmesi sırasında kullanılan spektroskopi, elektron mikroskopi, termal analiz, porozimetri ve konduktometri gibi bazı fizikokimyasal yöntemlerden elde edilen verilerin değerlendirilmesine ilişkin bilgiler sunulacaktır. Kısaca, bir fizikokimyacının YTS’ne ilişkin araştırmalardaki yeri ve yapabileceği işler tartışılacaktır. 14
