Search

According to the relevant literature, the utilization of different kind of glass fibers in concrete introduces positive effect on the mechanical behavior, especially toughness. There are many glass fibers available to reinforce concretes. Glass fiber composition is so important because it may change the properties such as strength, elastic modulus and alkali resistance. Its most important property to be used in concrete is the alkali resistance. Some glasses of SrO-MgO-ZrO2-SiO2 (SMZS) quaternary system, such as 26SrO, 20MgO, 14ZrO2, 40SiO2 (Zrn glass), have been found to be highly alkali resistant thanks to their high ZrO2 and MgO contents. Previous researches on these glasses with MnO and/or Fe2O3 partially replacing SrO have been made with the aim of improving the chemical resistance and decreasing the production cost. The main target of the present study, first of all, was to characterize commercially available alkali resistant glass fiber for concrete reinforcement and then to compare its alkali durability with those of the SrO-Mn2O3-Fe2O3-MgO-ZrO2-SiO2 (SMFMZS) system glasses. For such purposes, XRF, Tg-DTA, alkali resistance tests and SEM analysis conducted with EDX were employed. According to the alkali endurance test results it was revealed that some of the SMFMZS system glass powders are 10 times resistant to alkali environments than the commercial glass fibers used in this study. Therefore, they can be considered as alternative filling materials on the evolution of chemically resistant concrete structures., Yapılan literatür çalışmalarına göre, beton içerisinde çeşitli türde cam fiber kullanımı, mekanik özelliklerde, özellikle toklukta, pozitif etki sağlamaktadır. Beton takviyesinde kullanılabilecek çok sayıda cam fiber mevcuttur. Cam fiber bileşimi o kadar önemlidir ki, mukavemet, elastik modül ve alkali dayanımı gibi özellikleri değiştirebilmektedir. Böylesi katkıların betonda kullanımına yol açan en önemli özellik alkali dayanımıdır. 26SrO, 20MgO, 14ZrO2, 40SiO (Zrn camı) cam bileşiminin yüksek miktarda ZrO2 ve MgO içermesi nedeniyle alkali dayanımının yüksek olduğu tespit edilmiştir. Böylesi camlarla ilgili önceden yapılan çalışmalarda MnO ve/veya Fe2O3’in kısmen SrO’in yerine kullanılmasıyla kimyasal dayanımı arttırma ve üretim maliyetini azaltma hedefi gerçekleştirilmiştir

Doping concrete structure with glass fibers gives rise to superior mechanical and chemical properties in macro-scale constructional applications. This type of materials is also currently called a generic name: Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC). Despite the fact that numerous studies have been conducted to shed light on the structure-property relationship in GFRC materials, focusing on the microscopic features to gain a better understanding of fibers role in the concrete matrix is still a challenging task. The goal of present research is, therefore, to reveal the micro-scale behavior of commercially available glass fibers in resulting concrete structures through a scanning electron microscopy (SEM) technique. For this purpose, the fracture surfaces of GFRC samples were characterized using a high-resolution field emission scanning electron microscope (FESEM, Carl Zeiss Supra 50VP) equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDXS, Oxford Instruments 7430), operating at 30 kV in variable pressure (VP) mode. The back scattered electron (BSE) showed the general microstructure of GFRC material. As a result of this, the random distribution of Zr-rich glass fibers in mainly calcium-based silicate concrete matrix phases was clearly disclosed, which can be also confirmed by the EDX analysis. In addition, loose structure between the glass fiber and matrix phases was also observed. In fact, this unexpected micro-structural evolution can be considered as an apparent evidence of hydrophobic tendency of very thin polymer coating existing on the fibers’ surface determined with non-microscopic techniques, e.g., simultaneous differential thermal analysis (DTA)/thermal gravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Cam fiberler ile beton yapısının katkılanması makro ölçekteki yapısal uygulamalar için üstün mekanik ve kimyasal özelliklerin elde edilmesini sağlamaktadır. Bu tür malzemeler aynı zamanda günümüzde “Cam Fiber Katkılı Beton (CFKB)” genel ismiyle adlandırılmaktadırlar. CFKB malzemelerinde yapı-özellik ilişkilerini aydınlatmak üzerine birçok çalışma gerçekleştirilmiş olmasına rağmen, beton matrisi içerisinde fiberlerin rolünü daha iyi anlamak için mikroskobik özellikler üzerine odaklanma günümüzde halen zor bir hedeftir. Dolayısıyla, bu çalışmanın amacı bir taramalı elektron mikroskobu tekniği yardımıyla, elde edilen beton yapıları içerisinde ticari cam fiberin mikro ölçekteki davranışını açığa çıkartmaktır. Bu amaç için CFKB numunelerinin kırık yüzeyleri, değişken basınç (VP) yöntemiyle 30 kV’da çalıştırılan bir enerji saçınımlı X-ışını spektrometresi (EDXS, Oxford Instruments 7430) içeren yüksekayırma güçlü alan yayınım taramalı elektron mikroskobu (FESEM, Carl Zeiss Supra 50VP) kullanılarak karakterize edilmişlerdir. Geri yansıyan elektron (BSE) CFKB malzemesinin genel mikro-yapısını göstermiştir. Sonuçta, başlıca kalsiyum-esaslı silikat beton matris fazları içerisinde Zr’ca zengin cam fiberlerin düzensiz dağılımı açıkça tespit edilmiş ve durum EDX analiziyle de doğrulanmıştır. İlave olarak, cam fiber ve matris fazlar arasındaki zayıf bağlanma gözlemlenmiştir. Aslında, bu beklenmedik mikroyapısal gelişim mikroskobik olmayan teknikler, örneğin; eşzamanlı diferansiyel ısısal analiz (DTA)/ısısal gravimetrik analiz (TGA) ve Fourier dönüşüm kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile fiber yüzeylerinde belirlenen mevcut çok ince polimer kaplamasının su sevmezlik (hidrofobik) eğiliminin görünür bir delili olarak değerlendirilebilmektedir.

The glass fiber production generally consists of various optimized processes. The glass formation tendency of melt and its crystallization behavior during drawing are significant process parameters. Furthermore, the resistance against to crystallization during glass melting generally plays a pivotal role on the stability of glass. Thus, this gains a tremendous importance on re-forming of an existing glass. In the present research, the glass fiber drawing attempts from a commercially available borosilicate glass and SMFMZS composition were investigated. Differentiate thermo-gravimetric analysis (DTA) data acquired from the borosilicate glass were firstly compared with those of SMFMZS glass composition to examine the appropriate crystallization behaviors of glass samples. Afterwards, both borosilicate and SMFMZS glass groups’ long time heat treatment experiments were carried out for 24 hours using a specially designed thermal gradient furnace. As a result, X-ray diffraction (XRD) analysis findings indicated that there was no crystal formation in the borosilicate glass; whereas the SMZS system contains various crystal phases. Micro-structural observations through the combination of high resolution scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis determined that these crystal phases are rich in zirconium and/or magnesium-based (aluminium) silicates. Also, the former studies on the alkali resistance revealed that the SMFMZS glasses are more durable than borosilicate glass fibers. Therefore, the performed studies herein were focused on to improve the fiber drawing ability of the SMFMZS glasses, Cam fiber üretimi genellikle çeşitli süreçlerin en uygun hale getirilmesiyle gerçekleştirilmektedir. Eriyikten cam oluşum eğilimi ve çekim esnasında fiberin kristalleşmesi önemli süreç değişkenleridir. Ayrıca, ergime esnasında kristalleşmeye karşı gösterilen direnç camın kararlılığı üzerinde önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada, mevcut bir ticari borosilikat camı ve SMFMZS sistem bileşiminden cam fiber çekme denemeleri yapılmıştır. Borosilikat camından kaydedilen diferansiyel ısısal-ağırlık ölçümüne dayalı analiz (DTA) verileri öncelikle cam numunelerinin uygun kristalleşme davranışlarını incelemek için SMFMZS cam bileşimi ile karşılaştırılmışlardır. Sonrasında, borosilikat ve SMFMZS cam gruplarının uzun süreli ısıl işlem çalışmalarına özel olarak tasarlanmış bir ısıl gradyan fırını kullanılarak (24 saat) geçilmiştir. Sonuçta, X-ışını kırınım (XRD) analizi verileri borosilikat camı içerisinde herhangi bir kristalin gelişmediğini, buna karşın SMFMZS sistem camlarının çeşitli kristal fazları içerdiğini göstermiştir. Yüksek ayırma güçlü taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji saçınımılı X-ışını (EDX) analizi ile gerçekleştirilen mikroyapısal gözlemler söz konusu kristal fazların zirkonyum ve/veya magnezyumca zengin (alüminyum) silikatlar olduğunu belirlemiştir. Aynı zamanda, alkali dayanımı üzerine daha önce yapılan araştırmalar SMFMZS camlarının borosilikat cam fiberlerinden daha dayanıklı olduğunu göstermiştir. Dolayısıyla, burada SMFMZS cam sisteminden fiber çekme kabiliyetini iyileştirme üzerine odaklanılmıştır.

The glass fiber production generally consists of various optimized processes. The glass formation tendency of melt and its crystallization behavior during drawing are significant process parameters. Furthermore, the resistance against to crystallization during glass melting generally plays a pivotal role on the stability of glass. Thus, this gains a tremendous importance on re-forming of an existing glass. In the present research, the glass fiber drawing attempts from a commercially available borosilicate glass and SMFMZS composition were investigated. Differentiate thermo-gravimetric analysis (DTA) data acquired from the borosilicate glass were firstly compared with those of SMFMZS glass composition to examine the appropriate crystallization behaviors of glass samples. Afterwards, both borosilicate and SMFMZS glass groups’ long time heat treatment experiments were carried out for 24 hours using a specially designed thermal gradient furnace. As a result, X-ray diffraction (XRD) analysis findings indicated that there was no crystal formation in the borosilicate glass; whereas the SMZS system contains various crystal phases. Micro-structural observations through the combination of high resolution scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis determined that these crystal phases are rich in zirconium and/or magnesium-based (aluminium) silicates. Also, the former studies on the alkali resistance revealed that the SMFMZS glasses are more durable than borosilicate glass fibers. Therefore, the performed studies herein were focused on to improve the fiber drawing ability of the SMFMZS glasses. Cam fiber üretimi genellikle çeşitli süreçlerin en uygun hale getirilmesiyle gerçekleştirilmektedir. Eriyikten cam oluşum eğilimi ve çekim esnasında fiberin kristalleşmesi önemli süreç değişkenleridir. Ayrıca, ergime esnasında kristalleşmeye karşı gösterilen direnç camın kararlılığı üzerinde önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada, mevcut bir ticari borosilikat camı ve SMFMZS sistem bileşiminden cam fiber çekme denemeleri yapılmıştır. Borosilikat camından kaydedilen diferansiyel ısısal-ağırlık ölçümüne dayalı analiz (DTA) verileri öncelikle cam numunelerinin uygun kristalleşme davranışlarını incelemek için SMFMZS cam bileşimi ile karşılaştırılmışlardır. Sonrasında, borosilikat ve SMFMZS cam gruplarının uzun süreli ısıl işlem çalışmalarına özel olarak tasarlanmış bir ısıl gradyan fırını kullanılarak (24 saat) geçilmiştir. Sonuçta, X-ışını kırınım (XRD) analizi verileri borosilikat camı içerisinde herhangi bir kristalin gelişmediğini, buna karşın SMFMZS sistem camlarının çeşitli kristal fazları içerdiğini göstermiştir. Yüksek ayırma güçlü taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji saçınımılı X-ışını (EDX) analizi ile gerçekleştirilen mikroyapısal gözlemler söz konusu kristal fazların zirkonyum ve/veya magnezyumca zengin (alüminyum) silikatlar olduğunu belirlemiştir. Aynı zamanda, alkali dayanımı üzerine daha önce yapılan araştırmalar SMFMZS camlarının borosilikat cam fiberlerinden daha dayanıklı olduğunu göstermiştir. Dolayısıyla, burada SMFMZS cam sisteminden fiber çekme kabiliyetini iyileştirme üzerine odaklanılmıştır.

Doping concrete structure with glass fibers gives rise to superior mechanical and chemical properties in macro-scale constructional applications. This type of materials is also currently called a generic name: Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC). Despite the fact that numerous studies have been conducted to shed light on the structure-property relationship in GFRC materials, focusing on the microscopic features to gain a better understanding of fibers role in the concrete matrix is still a challenging task. The goal of present research is, therefore, to reveal the micro-scale behavior of commercially available glass fibers in resulting concrete structures through a scanning electron microscopy (SEM) technique. For this purpose, the fracture surfaces of GFRC samples were characterized using a high-resolution field emission scanning electron microscope (FESEM, Carl Zeiss Supra 50VP) equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDXS, Oxford Instruments 7430), operating at 30 kV in variable pressure (VP) mode. The back scattered electron (BSE) showed the general microstructure of GFRC material. As a result of this, the random distribution of Zr-rich glass fibers in mainly calcium-based silicate concrete matrix phases was clearly disclosed, which can be also confirmed by the EDX analysis. In addition, loose structure between the glass fiber and matrix phases was also observed. In fact, this unexpected micro-structural evolution can be considered as an apparent evidence of hydrophobic tendency of very thin polymer coating existing on the fibers’ surface determined with non-microscopic techniques, e.g., simultaneous differential thermal analysis (DTA)/thermal gravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy Cam fiberler ile beton yapısının katkılanması makro ölçekteki yapısal uygulamalar için üstün mekanik ve kimyasal özelliklerin elde edilmesini sağlamaktadır. Bu tür malzemeler aynı zamanda günümüzde “Cam Fiber Katkılı Beton (CFKB)” genel ismiyle adlandırılmaktadırlar. CFKB malzemelerinde yapı-özellik ilişkilerini aydınlatmak üzerine birçok çalışma gerçekleştirilmiş olmasına rağmen, beton matrisi içerisinde fiberlerin rolünü daha iyi anlamak için mikroskobik özellikler üzerine odaklanma günümüzde halen zor bir hedeftir. Dolayısıyla, bu çalışmanın amacı bir taramalı elektron mikroskobu tekniği yardımıyla, elde edilen beton yapıları içerisinde ticari cam fiberin mikro ölçekteki davranışını açığa çıkartmaktır. Bu amaç için CFKB numunelerinin kırık yüzeyleri, değişken basınç (VP) yöntemiyle 30 kV’da çalıştırılan bir enerji saçınımlı X-ışını spektrometresi (EDXS, Oxford Instruments 7430) içeren yüksekayırma güçlü alan yayınım taramalı elektron mikroskobu (FESEM, Carl Zeiss Supra 50VP) kullanılarak karakterize edilmişlerdir. Geri yansıyan elektron (BSE) CFKB malzemesinin genel mikro-yapısını göstermiştir. Sonuçta, başlıca kalsiyum-esaslı silikat beton matris fazları içerisinde Zr’ca zengin cam fiberlerin düzensiz dağılımı açıkça tespit edilmiş ve durum EDX analiziyle de doğrulanmıştır. İlave olarak, cam fiber ve matris fazlar arasındaki zayıf bağlanma gözlemlenmiştir. Aslında, bu beklenmedik mikroyapısal gelişim mikroskobik olmayan teknikler, örneğin; eşzamanlı diferansiyel ısısal analiz (DTA)/ısısal gravimetrik analiz (TGA) ve Fourier dönüşüm kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile fiber yüzeylerinde belirlenen mevcut çok ince polimer kaplamasının su sevmezlik (hidrofobik) eğiliminin görünür bir delili olarak değerlendirilebilmektedir.

According to the relevant literature, the utilization of different kind of glass fibers in concrete introduces positive effect on the mechanical behavior, especially toughness. There are many glass fibers available to reinforce concretes. Glass fiber composition is so important because it may change the properties such as strength, elastic modulus and alkali resistance. Its most important property to be used in concrete is the alkali resistance. Some glasses of SrO-MgO-ZrO₂-SiO₂ (SMZS) quaternary system, such as 26SrO, 20MgO, 14ZrO₂, 40SiO₂ (Zrn glass), have been found to be highly alkali resistant thanks to their high ZrO₂ and MgO contents. Previous researches on these glasses with MnO and/or Fe₂O₃ partially replacing SrO have been made with the aim of improving the chemical resistance and decreasing the production cost. The main target of the present study, first of all, was to characterize commercially available alkali resistant glass fiber for concrete reinforcement and then to compare its alkali durability with those of the SrO-Mn₂O₃-Fe₂O₃-MgO-ZrO₂-SiO₂ (SMFMZS) system glasses. For such purposes, XRF, Tg-DTA, alkali resistance tests and SEM analysis conducted with EDX were employed. According to the alkali endurance test results it was revealed that some of the SMFMZS system glass powders are 10 times resistant to alkali environments than the commercial glass fibers used in this study. Therefore, they can be considered as alternative filling materials on the evolution of chemically resistant concrete structures., Yapılan literatür çalışmalarına göre, beton içerisinde çeşitli türde cam fiber kullanımı, mekanik özelliklerde, özellikle toklukta, pozitif etki sağlamaktadır. Beton takviyesinde kullanılabilecek çok sayıda cam fiber mevcuttur. Cam fiber bileşimi o kadar önemlidir ki, mukavemet, elastik modül ve alkali dayanımı gibi özellikleri değiştirebilmektedir. Böylesi katkıların betonda kullanımına yol açan en önemli özellik alkali dayanımıdır. 26SrO, 20MgO, 14ZrO₂, 40SiO₂ (Zrn camı) cam bileşiminin yüksek miktarda ZrO₂ ve MgO içermesi nedeniyle alkali dayanımının yüksek olduğu tespit edilmiştir. Böylesi camlarla ilgili önceden yapılan çalışmalarda MnO ve/veya Fe₂O₃’in kısmen SrO’in yerine kullanılmasıyla kimyasal dayanımı arttırma ve üretim maliyetini azaltma hedefi gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmanın amacı, her şeyden önce, beton takviyesi için piyasada bulunan alkali dayanımlı cam fiberlerin karakterizasyon çalışmalarını gerçekleştirmek, ardından da SrO-Mn₂O₃-Fe₂O₃-MgO-ZrO₂-SiO₂ (SMFMZS) sistem camları ile alkali dayanımını karşılaştırmaktır. Bu amaçla, XRF, Tg-DTA, alkali dayanım testleri ve EDX destekli SEM analizleri yapılmıştır. Alkali dayanım testleri sonuçlarına göre bazı SMFMZS grubu cam taneciklerinin bile kullanılan ticari cam fiberden 10 kat daha fazla alkali dayanımı sergiledikleri görülmüştür. Dolayısıyla, kimyasal dayanımlı beton yapıların geliştirilmesinde alternatif dolgu malzemesi olarak kullanılabilecekleri belirlenmiştir.

Tez (yüksek lisans) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Seramik Mühendisliği Anabilim Dalı, Kayıt no: 142027, Sialon seramikleri yüksek sertlik ve tokluk değerlerinden dolayı, kesici uçlarda ve aşındırıcılarda kullanılabilirler. Sialonlar ayrıca yüksek sıcaklık uygulamalarına da adaydır. Ancak, yüksek sıcaklıklarda tane sınırı camsı fazından dolayı, oksitlenme ve korozyon dirençlerini kaybetmeye başlarlar. Bu çalışmada, a-B sialon fazı bölgesinde bulunan bir başlangıç kompozisyonu seçilerek (m=0,8 ve n=1), tane fazı miktarının azaltılması denenmiştir. Nadir toprak elementi oksitleri, tek başlarına ve karışım halinde (Nd2O3, Sm2O3, Dy2O3, Yb2O3, [Nd,Yb]2 O3, a-sialon katkı maddesi olarak kullanılmışlardır. Başlangıç tozlarının yeterli miktarlarda karıştırılmasıyla hazırlanan numuneler, sinter-HIP veya basınçsız sinterleme yöntemleri uygulanarak yoğunlaştırılmışlardır. Sinterlenmiş malzemelerin içerdikleri fazlar ve bunların miktarları XRD ve SEM analiz teknikleri kullanılarak belirlenmiştir. Sertlik ve oksitlenme direnci testleri de, sinterlenmiş malzemelere uygulanmıştır. Basınçsız sinterleme tekniğiyle bile tam yoğunluk sağlanmıştır. Katkı maddeleri kullanılarak yoğunlaştırılan numuneler üzerinde yapılan X-ışınları difraktometresi sonucunda, beklenildiği üzere a ve B sialon fazlarına rastlanmıştır. SEM görüntüleri, tane sınırlarındaki camsı faz miktarının, literatürdeki daha önceki çalışmaların sonuçlarına oranla önemli miktarda azaltıldığını ispatlamıştır. Bu sonuçlar ayrıca, 1400 C'ye kadar yapılan oksitlenme sonuçlarıyla da desteklenmiştir. XRD ve SEM sonuçları, a-sialon miktarının, numune yüzeyinden numunenin içine doğru gidildikçe azaldığını göstermiştir. Bu özellik, aşındırma fonksiyonlu malzeme üretiminde sialon seramiklerinin kullanımını arttırabilir.

Bu çalışmada geleneksel transparan zırh sistemlerine alternatif olarak kullanılabilecek, daha hafif, ince ve aynı zamanda ticari olarak üretilmesine olanak sağlanabilecek kapasitede transparan zırh malzemesi geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmanın başlangıç aşamasında piyasadan kolayca elde edilebilecek soda-kireç camı 450 ºC sıcaklığındaki KNO3 tuzunda 8 saat, 16 saat, 1, 3, 5, ve 7 gün boyunca iyon değişimi için bekletilmiştir. Daha sonra her bir numune grubu için on adet sertlik ve beş adet nokta eğme testi uygulanmıştır. Ayrıca taramalı elektron mikroskobunda EDX yöntemiyle KNO3 tuzunun nüfuz etme derinliği ve konsantrasyonu gösterilmiştir. Elde edilen bilgiler doğrultusunda 6 âdeti kimyasal iyon değişim yöntemi ile mukavemet kazandırılmış olmak üzere toplam 16 adet balistik test numunesi üretilmiştir. MIL-STD-662F test standardına göre gerçekleştirilen V50 balistik testi sonucuna göre mukavemet kazandırılmış numunelerin %17 daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir In this study, it is aimed to develop transparent armor material that can be used as an alternative to conventional transparent armor systems, which is lighter, thin and also affordable by commercially. At the beginning of the study, soda-lime glass, which can be easily obtained from the market, was immersed in the KNO3 salt at 450 ºC for 8 hour, 16 hour, 1, 3, 5 and 7 days for ion exchange. Then, hardness and four point bending test were applied for each sample group. In addition, the penetration depth and concentration of KNO3 salt were investigated by the EDX method in the scanning electron microscope. In accordance with the information obtained, a total of 16 ballistic test specimens were produced. The V50 ballistic test performed according to MIL-STD-662F test standard showed 17% better performance of the strengthened samples. 64

LS2 cam seramikleri, hem mekanik özellikleri, hem de estetik açıdan doğal diş görüntüsüne benzemesinden dolayı dolayı dental restoratif alanında kullanılmaktadır. Yapılan çalışmada, çekirdeklendirici olarak kullanılan B2O3`un, LS2 sisteminde oluşturduğu mikro yapısal değişimin, sertlik, tokluk ve eğme mukavemeti değerlerine etkisi araştırılmıştır. Farklı mol oranlarında B2O3 ilave edilen numuneler, frit oluşumu, homojen cam elde edilmesi ve kontrollü kristalizasyon süreçlerinden geçirilerek, XRD & SEM analizleri yapılmış ve 3-Nokta Eğme Testi uygulanmıştır. Çekirdeklenme ve kristal büyüme aşamalarını kapsayan, LS2 cam seramiklerinin kontrollü kristalizasyon ile üretimi surecinde, ısıl işlem ve çekirdeklendirici parametreleri; kristal faz miktarını, kristal boyutu ve çatlak ilerleme mekanizmasını büyük ölçüde etkilemiştir. Literatürde farklı kullanılan çekirdeklendiricilere kıyas ile, B2O3 ilavesinin kristalizasyon sıcaklığını ve sinterleme aktivasyon enerjisini düşürmesi, lityum disilikat (Li2Si2O5) kristallerinin düşük sıcaklıklarda oluşmasını sağlamaktadır. Böylece daha düşük enerji tüketimi ile eğme mukavemeti yüksek lityum disilikat cam seramik üretilebilmesine olanak sağlamaktadır. Lithium disilicate glass ceramics are used in the restorative dentistry because of their better mechanical properties and aesthetically resembling natural teeth appearance. In this study, the effect of microstructural change of B2O3 used as nucleating agent in the LS2 system on hardness-fracture toughness and bending strength values were investigated. Samples with different molar ratios of B2O3 were added into the starting composition and respectively, frit formation, homogeneous glass production and controlled crystallization processes were carried out. XRD & SEM analyzes were performed and 3-Point Bending Test was applied upon samples. In the process of controlled crystallization of LS2 glass ceramics which comprises nucleation and crystalisation growth steps, heat treatment and nucleating agent parametres are quite significant which affects the amount of crystal phase, crystal size and crack propogation mechanism in the LS2 glass ceramic microstructure. On the contrary to different nucleators used in the literature, the addition of B2O3 reduces the crystallization temperature and the sintering activation energy of the LS2 glass-ceramic system, which enables lithium disilicate (Li2Si2O5) crystals to form at low temperatures therefore LS2 glass ceramics can be produced with lower energy consumption. 59

Bu tez çalışmasında, lityum iyon katıhal pillerinde kullanım potansiyeline sahip Li(1+x)AlxTi(2-x)(PO4)3 (LATP) katı elektrolit malzemesinin iyonik iletkenliğinin arttırılması amaçlanmıştır. Bu bağlamda LATP malzemesinde iyonik iletkenliğin kristalografik yöne bağlı olarak değişimi incelenmiş ve manyetik hassasiyet özelliğinden yararlanarak kristallerin yüksek iyonik iletkenlik özelliği gösterdiği yönde yönlendirilmesi hedeflenmiştir. Cam ve cam-seramik LATP katı elektrolit malzemeleri eriyik ani soğutma ve ısıl işlem yöntemleriyle üretilmiştir. Seramik LATP katı elektrolit malzemesi ise katıhal reaksiyonu ile üretilen LATP tozlarının 0 T ve 12 T manyetik alan altında slip döküm tekniği ile üretilmiştir. Üretilen numunelerin yığınsal yoğunlukları Arşimet'in sıvıya daldırma prensibi esas alınarak belirlenmiştir. Faz ve kimyasal analizler XRD ve EDX yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Manyetik alan altında üretilen numunelerde meydana gelen kristalografik yönlenme XRD analizlerinin Lotgering Faktörü kullanılarak irdelenmesiyle hesaplanmıştır. Mikro yapı incelemeleri taramalı elektron mikroskobuyla gerçekleştirilmiş ve son olarak iyonik iletkenlik değerleri elektrokimyasal empedans spektrumu yöntemiyle ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda LATP kristallerinin %78 oranında c-ekseni boyunca yönlendirilmesi sağlanarak iyonik iletkenlik değeri, rastgele yönlenmiş polikristalin malzemeye kıyasla, yaklaşık 10 kat artırılabilmiştir. In this thesis, enhancement of ionic conductivity of Li(1+x)AlxTi(2-x)(PO4)3 (LATP) solid electrolyte material that has potential to use in lithium ion solid state batteries was aimed. Within this context, ionic conductivity change with changing crystallographic orientation in LATP was investigated and it was found that the increased ionic conductivity was observed on the direction which has magnetic susceptibility. LATP solid electrolyte material was produced by melt quenching and solid state reaction methods. The samples that were subjected to magnetic orientation treatment were produced by slip casting of solid state reacted powders and these samples were prepared by appling magnetic field parallel and perpendicular to slip casting direction under 0 T and 12 T magnetic field. Bulk densities of produced samples were determined based on Archimedes' water immersion principle. Phase and chemical analyses were performed by XRD and EDX methods. The crystallographic orientation of the samples produced under magnetic field was calculated by scrutinizing of XRD analyses by using Lotgering Factor. Microstructural investigations were carried out by using scanning electron microscopy and lastly, ionic conductivity values were measured by using electrochemical impedance spectrometer method. As a result of performed work, ionic conductivity value could be increased about 10-fold by obtaining orientation of LATP crystals at the ratio of around 78%. 71

Tez (doktora) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Seramik Mühendisliği Anabilim Dalı, Kayıt no: 676429, Bu tez, seramik sağlık gereçleri yüzeylerinde oluşan; çamur birleşim izi (damar), boş–masif döküm geçiş izi (boğum) gibi damar hataları ve deformasyonları ortadan kaldırmak amacıyla yürütülmüştür. Ayrıca, farklı paketleme metodları ile bunların nihai ürünün kurutma ve sinterleme davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Eczacıbaşı-Vitra fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle mevcut üretim aşamaları ve metodları referans olarak alınmış ve ardındankalıp tasarımları dolum hızları, kurutma ve pişirim pozisyonları değiştirilmiştir. Buna göre damar hatasının, çamurun kalıba dolumu ve kalıp boşluğundaki karışma derecesine bağlı olduğu belirlenmiştir. Çamur besleme yolluklarının yer, çap ve yönlerinin değişmesi ile hata yok edilmiş veya şiddeti azaltılmıştır. Ürün üzerinde bölgelerin paketlenme mekanizmasının farklı oluşu ve ölü yükler boğum izinin oluşmasında en önemli etkendir. Önem sırasına göre piroplastik deformasyon, ortam şartlarındakihidroplastik deformasyon ve kurutmadaki küçülme hızı ile pozisyonun boğum izi oluşumunda etkin olduğu belirlenmiştir. Yeni seramik sağlık gereçleri kompozisyonları vollastonit ve K-feldispat–kalsit bazlı karışımın eklenmesi ile geliştirilmiştir. Sonuçlara göre, wollastonit ilavesinde iğnemsi taneciklerin varlığının paketlemeyi iyileştirerek kurutma ve pişirimde deformasyon eğilimini azalttığı belirlenmiştir. K-feldispat ve kalsitin varlığı, camsı faz fraksiyonunun düşük sıcaklıktaki aktivasyonunu arttırarak elde edilen yüksek viskozite ile deformasyon direncini yükseltmiştir. Ayrıca, geliştirilen bünyelerin deformasyon değerinin standardınkine göre azalması ve ince kesitli döküm uygulaması, boğum ve deformasyonların olmadığı pürüzsüz yüzeylere sahip ürünlerin üretil mesini sağlamıştır.

Tez (yüksek lisans) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Seramik Mühendisliği Anabilim Dalı, Kayıt no: 183397, Oksinitrür camlar yapıları itibariyle yüksek mekanik değerlere sahiptirler. Bu özelliğin en temel sebebi azot elementinin yapıda oksijenle yer değiştirmesi ve azot atomlarının üçlü bağ yapabilmeleridir. Kalgojen ve halojen camlar yüksek ışık geçirgenlikleri dolayısıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, oksinitrür camların optik özelliklerinin iyileştirilmesi ile bu camlar, kalgojen ve halojen camların yerine kullanılabilir. Bu tezde oksinitrür camların optik ve mekanik özellikleri incelenmiş ve farklı nadir elementlerin ve farklı miktarlarda katılan azotun oksinütrür camların özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Sertlik, yoğunluk, optik geçirgenlik, bağ karakterizasyonu ve cam geçiş sıcaklığı testlerinin sonuçları açıklanmış ve yorumlanmıştır. CaSiAlON sisteminde Eu nadir elementi içeren camlarda, YSiAlON sisteminde ise eşdeğerce %5 azot içeren camlarda en yüksek geçirim değerleri tespit edilmiştir. Sertlik, yoğunluk, bağ karakterizasyonu ve Tg testleri sonuçlarında azotun yapıya bağlanabildiği gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, oksinitrür camların optik ve mekanik özellikleri hakkında elde edilen sonuçlar, fiber cam üretimi amaçlanan başka bir proje için ön çalışma olmuştur. En yüksek kızılötesi geçirime sahip bileşimler fiber cam üretiminde öncelikli olarak kullanılacaktır. Fiber halde üretilecek oksinitrür camların tıp sektöründe kullanılan Er:YAG lazerini taşıyıcı olarak kullanılması planlanmaktadır.

Tez (yüksek lisans) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Seramik Mühendisliği Anabilim Dalı, Kayıt no: 190179, Bu çalışmada standart yumusak porselen reçetesine değişen oranlarda (ağırlıkça %7.5 - %31.0) vollastonit ilavesi ile porselen bünyelerdeki değişimler incelenmiştir. Spektrofotometrik analizler vollastonit ilavesinin bünyenin beyazlığını arttırdığını göstermiştir. X-ışınları difraktometresi ile yapılan faz analizlerinde artan vollastonit oranı ile birlikte yapıdaki müllit fazının azaldığı, anortit fazının ise %15.5 vollastonit ilavesinden sonra artmaya başladığı tespit edilmiştir. Mukavemet ölçümlerinde ise vollastonit ilavesinin ham ve pişme mukavemeti üzerine olumlu etki ettiği tespit edilmiştir. Geleneksel porselenler de ünye beyazlığı hem estetik hem de uygun sır renginin oluşturulmaşı için önemli bir parametredir. Uygun beyazlığın elde edilmesinin yanında porselen bünyenin pişirim sıcaklığı, pişirim zamanı, mukavemeti gibi unsurlarda göz önünde bulundurulmalıdır. Optik dilatometre analizi yardımıyla, geliştirilen porselen bünyelerin artan vollastonit ilavesine bağlı olarak pişirim sıcaklıkları ve zamanlarının düştüğü tespit edilmiştir. Artan anortit fazı ile bünyede katyon alan mukavemetinin artmasına bağlı olarak artan viskozite değeri de bünyeyi daha kararlı hale getirdi. Sonuç olarak, bünyelerdeki vollastonit ilavesine bağlı olarak oluşan anortit fazının bünye beyazlığını arttırdığı, anortit fazının ihtiva ettiği kalsiyum iyonlarınında bünyeyi daha kararlı hale getirerek lineer deformasyonu ve pişme küçülmesini düşürdüğü söylenebilir.