Search

Solid oxide fuel cell (SOFC) is a very efficient and clean source of energy. The glass and glass-ceramics are the most suitable and compatible sealing materials for SOFC. The crystallization kinetics of glass sealants is an essential parameter to check the suitability of glass as a sealant. In this study, the crystallization behavior of a novel sealing glass developed from the volcanic rock basalt suitable as an SOFC sealant is investigated via differential thermal analysis using the Kissinger kinetic model with several different heating rates. Development of crystalline phases on thermal treatments of the glass at various temperatures has been followed by X-ray diffraction. Augite and diopside are the primary crystalline phases in crystallized glass-ceramic seals. The results show that the basalt base glass-ceramic sealant material exhibited promising properties to use for SOFC.

Basalt based glass-ceramics were prepared by conventional melt-quenching technique and subsequently converted to glass-ceramics by a controlled nucleation and crystallization process. Glass materials were obtained by melt at 1500 degrees C and quenched in cold water. The powder materials were made by milling and spin coating. The powders were applied on the 430 stainless steel interconnector material, and heat treatment was carried out. The interface characteristics between the glass-ceramic layer and interconnector were investigated by using X-ray diffraction analysis (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the basalt base glass-ceramic sealant material exhibited promising properties to use for SOFC. https://doi.org/10.1063/1.4975421

A mica glass-ceramic in the SiO2-Al2O3-MgO-K2O-B2O3-F-2 glass system was prepared by a melting method. The crystallization behaviour and crystallization kinetics of a sample with glass-ceramic composition were examined. DTA and XRD analysis revealed the crystallization of phlogopite, fluorphlogopite, clinohumite and spinel phases. The activation energies for the precipitation of crystalline phases have been evaluated, and the crystallization mechanisms have been studied by applying DTA measurements performed at various heating rates. The results indicate that the growth of mica is a two-dimensional process controlled by the crystal-glass interface reaction. The average calculated values of crystallization and viscous flow for the precipitation of crystal phases from the glass matrix were measured to be 289.9 +/- 8 kJ/mol and 348.7 +/- 14 kJ/mol, respectively. The mica glass-ceramics exhibited excellent performance in machinability tests without cracking or deforming.

The study deals with production of the glass-ceramicsfrom natural raw material vermiculite. The machinability properties of the glass-ceramiccompositions were investigated depending on vermiculite and MgF2contents. The compositions containing 80 %, 85 %, 90 % vermiculite, 5 % K2Oand MgF2 as remainder were mixed by using a ball mill for 2 h andcoded as VER80, VER85 and VER90. The mixed and milled powders were sieved anddisc samples were prepared by pressing at 100 MPa. The shaped samples weresintered at 900-1100 ºC for 1 h. X-ray diffraction (XRD), scanning electronmicroscopy (SEM), and machinability test were conducted. The results have indicatedthat the samples have good sintering and machinability properties., Bu çalışmada doğal hammadde olan Vermikülitten cam-seramik malzemeler üretilmiştir. Çalışmada; Vermikülit ve MgF2 oranına bağlı olarak işlenebilirlik özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır. VER80, VER85 ve VER90 şeklinde kodlanan üç ayrı bileşimde K2O oranı %5 olarak sabit tutulmuş, MgF2 ve Vermikülit oranları karşılıklı değiştirilmiştir. Bileşimler bilyeli değirmende 2 saat süre ile karıştırılmıştır. Karıştırma sonrası tozlar elenmiş ve 100 MPa yük altında tek eksenli basma cihazı ile şekillendirilmiştir. Preslenen numuneler 900-1100 °C sıcaklıklarda 1 saat süre ile sinterlenmiştir. Sinterlenen numuneler X-ışını difraksiyon analizi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve işlenebilirlik testleri ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar üretilen numunelerin iyi işlenebilirlik özellikleri taşıdığını göstermektedir.

Solid oxide fuel cells (SOFC), which are green electrochemical devices, transform directly chemical energy of fuel to electricity, and striking heat energy by using solid fuels as electrolyte [1-3].One of the essential problems for SOFC is to mix the gases, which used in anode and cathode, reacting electrochemically at high temperature before the reaction and/or the gas infiltration to outside of SOFC. It makes security problem and low efficiency. To use safe sealing material for SOFC is very important due to high operating temperature such as 600-1000°C. The actual studies have shown that the sealing materials produced from glass-ceramics have the greatest potential about sealing. Glass-ceramics are polycrystalline materials produced by controlled crystallization ofglass that is suitable for crystallization. Glass-ceramics that can be produced by using various compositions are ideal sealing material in terms of accordance between thermal expansion coefficients of SOFC components and glass-ceramic, high temperature strength and corrosion resistance. However, there are also problems resulting from glass-ceramic sealants in SOFC. Nowadays, the glass-ceramics including BaO and SrO are used in commercial glassceramic sealants for SOFC. In the operation condition of SOFC, BaCrO4 and/or SrCrO4 phases can form because of different thermal expansion coefficient, when the glassceramics including BaO and SrO are combined with Crofer Apu 22 as interconnect material. This situation may cause decrease in bonding strength, sealing failure andcrack formation.In the current study, the glass-ceramic compositions not including BaO and SrO were prepared for sealant material of SOFC and interface characteristics with CroferAPU22 were investigated. The results indicated that the glass-ceramic materials exhibiting good bonding with CroferAPU22 and not containing chromate phase can be produced by natural rocks., Katı oksit yakıt pilleri (KOYP), yakıtın kimyasal enerjisini doğrudan elektrik ve önemli miktarda ısı enerjisine dönüstüren, elektrolit olarak katı oksitlerin kullanıldığı çevre dostu elektrokimyasal cihazlardır [1-3].KOYP sistemlerinin baslıca problemlerinden biri anot ve katotta kullanılan ve yüksek sıcaklıkta elektrokimyasal tepkimeye giren gazların tepkimeye girmeden karısması ve/veya KOYP dizinin dısına sızmasıdır. Bu problem, KOYP’nin verimini düsürmekte ve güvenlik sorunu yaratmaktadır. KOYP’ler genel olarak 600-1000°C sıcaklıklarda çalıstığından, bu sıcaklıkta güvenli bir sekilde sızdırmayı tam olarak önleyecek conta malzemesinin kullanılması çok önemlidir. Son dönemlerde yapılan çalısmalarda sızdırmazlık elemanı olarak en büyük potansiyel cam-seramik malzemelerden yapılmıs contalarda görülmektedir.Cam-seramikler, kristallenmeye uygun camların kontrollü kristalizasyonu ile üretilen çok kristalli malzemelerdir. Değisik bilesimlerde üretilebilen cam-seramikler sahip oldukları genlesme katsayılarının KOYP hücre elemanlarıyla uyumunun yanı sıra yüksek sıcaklık dayanımları ve korozyon dirençleri ile de KOYP’ler için ideal bir sızdırmazlık elemanı olarak dikkat çekmektedirler. Bununla birlikte, KOYP’nde cam-seramik sızdırmazlık elemanlarından kaynaklanan sorunlar da bulunmaktadır. Günümüzde KOYP’nde kullanılan ticari cam-seramik contalarda genellikle BaO ve SrO içeren cam-seramik contalar kullanılmaktadır. KOYP’nin çalısma sartlarında, BaO veya SrO içeren cam seramik contaların Crofer APU22 gibi akım toplayıcı interkonnektör malzemelerle birlikte kullanılması durumunda conta yüzeyinde farklı genlesme katsayılarına sahip BaCrO4 ve/veya SrCrO4 olusabilmektedir. Bu durum bağlanma mukavemetinde ciddi azalmalar ile birlikte hem sızdırmazlığın tam olarak sağlanamamasına hem de çatlaklar olusmasına neden olabilmektedir.Bu çalısmada, doğal kayaçlardan KOYP’nde sızdırmazlık elemanı olarak kullanılan camseramik bilesimleri hazırlanmıs (BaO ve SrO içermeyen) ve KOYP’de kullanılan CroferAPU22 ile olan arayüzey özellikleri incelenmistir.Deneysel çalısmalar sonucunda KOYP’nde akım toplayıcı olarak kullanılan CroferAPU22 paslanmaz çelik malzeme ile iyi bir bağlanma gösteren, kromat fazı içermeyen camseramik conta malzemelerinin doğal kayaçlardan üretilebildiği görülmüstür.

The effects of the amount of Al2O3 (0, 2 and 4 wt.%) on the microstructural properties have been studied in a binary ZnO-6 wt% Bi2O3 system. The microstructure of the samples consists mainly of ZnO grains with beta-Bi2O3 and ZnAl2O4 spinel as the secondary phases. The grain growth kinetics in the 0, 2 and 4 wt.% Al2O3 added ZnO-6 wt.% Bi2O3 system were studied using the simplified phenomenological grain growth kinetics equation together with the physical properties of the sintered samples. The grain growth exponent value (n) and the apparent activation energy for the ZnO-6 wt.% Bi2O3 system were 5 and 218 kJ/mol, respectively. The addition of the Al2O3 to the ZnO-6 wt.% Bi2O3 System inhibited the ZnO grain growth. At 2 and 4 wt.% Al2O3 additions, the apparent activation energies were calculated as 341 and 578 kJ/mol respectively. The addition of Al2O3 to the system inhibited the grain growth of ZnO ceramics.

In this study grain growth kinetics of the TiO2-BaO-SiO2 based ceramics produced from BaCO3, TiO2and SiO2 ceramic powders has been investigated depending on sintering temperature and time. For this purpose, the different powder mixtures were prepared by ball milling technique in deionised water using ZrO2 balls for 20 h. The powders were calcined at 1000°C for 2 h after drying process. Produced powders was mixed 5% polyvinyl alcohol (PVA) and pressed as green body. The samples were sintered at 1175, 1200 and 1225°C for 1-4 h. Atomic force microscope (AFM) images were used for examinations of grain structure and size of the sintered specimens. Grain growth kinetic equation Gn=K.t.exp(-Q/RT) was used for determining of the activation energy of the produced ceramic materials. X-ray diffraction analysis (XRD) showed that the main phases formed in structure were BaTiO3 and Ba2TiSi2O8. © Afyon Kocatepe Üniversitesi, Çalışmada BaCO3, TiO2 ve SiO2 tozlarından üretilen TiO2-BaO-SiO2 esaslı seramik malzemelerin sinterleme sıcaklığı ve süresine bağlı olarak tane büyüme kinetiği incelenmiştir. Bu amaçla farklı bileşimlerde hazırlanan toz karışımları ZrO2 bilye kullanılarak saf su içerisinde bilyeli değirmende 20 saat süreyle hazırlanmıştır. Toz karışımları kurutma işleminin ardından 1000°C’de 2 saat süreyle kalsine edilmiş ve %5 polivinil alkol ilave edilerek şekillendirilmişlerdir. Numuneler 1175, 1200 ve 1225°C’de 1-4 saat süreyle sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numunelerin tane yapısı ve boyutunun belirlenmesi için atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılmıştır. Üretilen seramik malzemelerin aktivasyon enerjileri, tane büyüme kinetiği denklemi, Gn=K.t.exp(-Q/RT) kullanılmak suretiyle belirlenmiştir. XRD faz analizi incelemelerinde yapıda BaTiO3 ve Ba2TiSi2O8 fazlarının varlığı tespit edilmiştir

In this study, the mechanical properties of the glass and glass-ceramic coatings obtained from the basalt powders prepared in different ways were investigated. Volcanic basalt rocks were subjected to crushing, grinding and sieving processes (- 53 + 45 µm). An amount of basalt powder was melted in Platinum crucible and cast into water to obtain basalt glass granules. These granules were powdered to the size of - 53 + 45 µm. Thus, two different basalt based coating powders were prepared for the plasma spray process. These powders were coated on the AISI 1040 substrate by using atmospheric plasma spray (APS) coating process. After the coating operation, glass coatings were exposed to controlled crystallization heat treatment to provide glass-ceramic transformation by using differential thermal analysis (DTA) results. X-ray diffraction analysis (XRD) was used for phase analysis. The results showed that the coatings were amorphous (glass) after the coating process and augite, Fe-diopside, anorthide, albite, and Ca-albite phases were detected in glass-ceramic coatings. Scanning electron microscopy (SEM) was performed for micro-structural analysis. In addition, the mechanical tests such as hardness, fracture toughness and wear (ball on disc) were realized. The mechanical tests results showed that initial powders have effective roles on mechanical properties. Especially, the coatings obtained from melting and casting basaltic glass powders are more resistant than other coating group. © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. Giriş, Bu çalışmada, plazma sprey kaplama yöntemi için farklı şekilde hazırlanan bazalt esaslı tozlardan üretilen cam ve cam-seramik kaplamaların mekanik özellikleri incelenmiştir. Volkanik bazalt kayaçları kırma, öğütme ve eleme (- 53 + 45 µm) işlemlerinden sonra plazma sprey kaplamada kullanılmıştır. Bundan farklı olarak diğer kaplama tozu ise -100 +53 µm boyutundaki bazalt tozlarının platin potada 1500 °C’de ergitilerek su içine dökülmesi ile elde edilen amorf cam granüllerinden hazırlanmıştır. Bu granüller benzer şekilde kırma, öğütme ve eleme (- 53 + 45 µm) işlemlerinden geçirilerek kaplamaya hazır hale getirilmiştir. Farklı yöntemlerle hazırlanan bu tozlar AISI 1040 çelik altlıklar üzerine atmosferik plazma sprey (APS) kaplama yöntemi ile kaplanmıştır. Kaplama sonrası amorf camsı yapıda elde edilen cam kaplamalar, cam-seramik dönüşümünün sağlanması için diferansiyel termal analiz (DTA) ile tespit edilen cam geçiş ve kristallenme sıcaklıklarına göre ısıl işleme tabi tutularak kristallendirilmiştir. Kaplama işlemi sonrası kaplamaların yapısını ve ısıl işlem sonrası da oluşan kristal fazları belirlemek için x-ışınları difraksiyon analizi (XRD) uygulanmıştır. Kaplama sonrası amorf camsı yapıda kaplamaların elde edildiği, ısıl işlem sonrasında ise ojit, Fe-diopsit, anorthit, albit ve Ca-albit fazlarının kristallendiği tespit edilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapısı incelenen kaplamaların mekanik özelliklerini belirlemek için de sertlik, kırılma tokluğu ve ball on disk aşınma testleri uygulanmıştır. Başlangıç tozlarının mekanik özelliklere etki ettiği, özellikle ergitme döküm yöntemiyle elde edilen camsı kaplama tozlarından yapılan kaplamaların aşınma direncinin daha düşük olduğu tespit edilmiştir

In the present study, production possibility of glass and glass-ceramic produced from gabbro was investigated. This is why; MgO, Al2O3, B2O3 and P2O5 were added to gabbro and after arranged two compositions and then gabbro based glass were obtained with these two compositions were melted at 1500 °C. Glass-ceramic transformations were realized by applying two different heat treatment processes. Phase identifications of glass and glass-ceramic materials were investigated by X ray diffraction analysis. Moreover, hardness and fracture toughness measurement of glass and glassceramic materials were made. Gabbro based materials after that melting and casting process was found amorphous state by characterization with XRD analysis. After the heat treatment processes, glassceramic transformation in gabbro based materials and also was determined crystal phases settled out in glass matrix. Moreover, values of hardness and fracture toughness increasing were detected. © Afyon Kocatepe Üniversitesi, Bu çalışmada, gabro esaslı cam ve cam-seramik malzemelerin üretim imkânları araştırılmıştır. Bu amaçla gabroya MgO, Al2O3, B2O3 ve P2O5 katılarak 2 farklı bileşim hazırlanmış, hazırlanan bu bileşimler 1500 °C’de ergitilerek gabro esaslı camlar elde edilmiştir. Bu camlara, 1000 °C’de 3 saat ve 1000 °C 3 saat + 1100 °C 3 saat olmak üzere 2 farklı ısıl işlem programı uygulanarak cam-seramik dönüşümleri gerçekleştirilmiştir. Cam ve cam-seramik malzemelerin X-ışınları difraksiyonu (XRD) ile faz yapıları incelenmiştir. Ayrıca cam ve cam-seramik malzemelerin sertlik ve kırılma tokluğu ölçümleri de yapılmıştır. XRD ile yapılan karakterizasyonlar ile ergitme sonrası gabro esaslı malzemelerin camsı amorf yapıda olduğu belirlenmiştir. Isıl işlemler sonrasında ise cam-seramik dönüşümünün gerçekleştiği, kristal fazların cam matriste çökeldikleri görülmüş olup sertlik ve kırılma tokluklarında da artışlar tespit edilmiştir

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır. Bu çalışmada, bazalt kayaçlarının plazma sprey kaplama tozu olarak kullanılabilirliğinin yanı sıra, bazalta ilave edilen SiC tozları ile kompozit karakterli kaplamaların elde edilerek yapısal ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kırılıp öğütülerek 53± 45 m boyutuna getirilen bazalt tozları SiC katkısız ve %10-50 SiC katkılı olmak üzere altı ayrı kaplama tozu hazırlanmıştır. Tozların AISI 1040 çelik altlıklar üzerine kaplanması sonucu elde edilen kaplamalar kaplama sonrası soğuma etkisiyle camlaştırılmıştır. Üretilen kaplamalar kontrollü kristallenme ısıl işlemiyle cam seramik kaplamalara dönüştürülmüştür. Elde edilen kaplamaların X ışınları difraksiyon analizi (XRD) ile amorf yapıda olduğu tespit edilmiştir. Kaplamalar, diferansiyel termal analiz (DTA) ölçümlerinden elde edilen sonuçlar yardımıyla, argon atmosferinde kristalizasyon ısıl işlemine tabi tutularak cam-seramik elde edilmiştir. DTA sonuçlarından faydalanılarak 800 °C, 900 °C ve 1000 °C sıcaklıklarda direkt ısıtma yöntemiyle kristalizasyon işlemleri yapılmış, sürenin kristallenmeye etkisini görmek amacıyla her bir sıcaklıkta 1-4 saat süre ile ısıl işlemler gerçekleştirilmiştir. Gerek plazma sprey kaplama işlemi sonrası gerekse kontrollü kristalizasyon ısıl işlemi sonrası kaplamaların kompakt ve fiziksel etkilere karşı dirençli olduğu tespit edilmiştir. Mikro yapısal incelemeler kaplamaların klasik plazma sprey kaplama tabakasına benzer yapıda olduğunu göstermiş olup splatlar, bir miktar porozite, kısmen ergimiş ya da ergimemiş tanesel yapı kaplama tabakasında gözlenen başlıca unsurlar olmuştur.Kaplamaların plazma sprey işlemi sonrası amorf (cam), kontrollü kristalizasyon ısıl işlemi sonrası ise kristalin (cam-seramik) olduğu gözlenmiştir. XRD analizleri sonucunda cam-seramik kaplamaların, Ojit, Diopsit, Fe-diopsit, Albit, Andezin ve Moissonit fazlarından oluştuğu tespit edilmiştir.Kinetik çalışmalardan kristallenme aktivasyon enerjileri SiC katkısına bağlı olarak 323,4 kJ mol-1 ile 253,2 kJ mol-1 arasında tespit edilmiştir. Artan SiC katkısı ile kristallenme aktivasyon enerjisi azalmıştır. Disk üzerinde bilye aşınma deneyleri sonucunda spesifik aşınma hızlarının SiC katkısı, yük ve hıza bağlı olarak ısıl işlem görmemiş kaplamalarda 2,978x10-7 mm3/Nm ile 2,611x10-5 mm3/Nm arasında, ısıl işlem görmüş kaplamalarda ise 3,172x10-7 mm3/Nm ile 3,337x10-5 mm3/Nm arasında değiştiği görülmüştür. Sertlik değerleri ısıl işleme ve SiC ilavesine bağlı olarak artarken kırılma toklukları da cam-seramik dönüşümü ile belirgin oranda artmıştır.Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, bazaltların plazma sprey kaplama yöntemiyle kaplanabileceğini, kaplama işlemi sonrası amorf karakterli olan tabakanın ısıl işlemle kristallendirilerek cam-seramiğe dönüştüğünü, SiC katkısının kompozit etkisi ile kaplamanın mekanik özellilerinde belirgin iyileşme meydana getirdiğini ve SiC katkısının kristallenmeyi teşvik ettiğini göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Bazalt, Kaplama, Takviye, SiC, Cam-Seramik, Kinetik, Aşınma In this study, the usability of basalt rocks as plasma spray coating powders as well as determination of structural and mechanical properties of basalt added SiC composites based coatings were aimed. After the crashing and sieving process, basalt powders with particle size of 53±45 m were obtained. Six coating powders were prepared as SiC free and 10-50 % wt. SiC added basalt. That powders were coated on AISI 1040 steel substrate by plasma spray technique and vitrified via sudden cooling. The coatings obtained were transformed into glass ceramics by controlled heat treatment. The amorphous structure of coatings was verified by XRD analysis. In order to obtain glass-ceramic, coatings were subjected to crystallization heat treatment in argon atmosphere by using DTA analysis results. Using DTA results crystallization treatments were performed at 800, 900 and 1000 °C by direct heating method and to see effect of heat treatment every heat treatment was performed for 1-4 hours. The compact and having resistance against physical effects coatings were produced by plasma spray coating and heat treatment process. The microstructural analysis showed that the splats, amount of porosity and unmelted particles were determined in coating layers which being characteristics of classical plasma spray coating layer.Coating were amorphous (glass) after plasma spray process and amorphous structure was transformed to cryristaline (glass-ceramic) structure by means of heat treatment process. Augite, ferrian-diopsite, albite, andesine, and moissonite phases formed in coating were verified by XRD analysis.Crystallization and viscous flow activation energies were determined between 323,4 kj mol-1 and 253,2 kj mol-1 according to SiC addition. Crystallization activation energies increased with increasing of SiC addition. Ball-on-disc wear tests results showed that specific wear rates were determined changed between 2,978x10-7 mm3/Nm and 2,611x10-5 mm3/Nm for untreated coatings, 3,172x10-7 mm3/Nm 3,337x10- and 5 mm3/Nm for heat treated coatings depending on SiC addition, load and velocity. It was observed that hardness of coatings increases with addition of SiC. Fracture toughness of coatings was increased with glass-ceramic transition.In the present study, it was found that basalt can be used for glass-ceramic coating by plasma spray coating process, the coating layer which was amorphous after the coating treatment transformed to glass-ceramic thanks to controlled crystallization heat treatment, the effect of SiC added coatings supplied positive effect on mechanical properties and SiC addition promote the crystallization process.Key Words: Basalt, Coating, Reinforce, SiC, Glass-ceramic, Kinetic, Wear

Bu tezin, veri tabanı üzerinden yayınlanma izni bulunmamaktadır. ÖZET Anahtar Kelimeler: Tane Büyüme Kinetiği, Mikroyapı, Sinterleme Bu çalışmada, ZnO-Bi203 ikili sistemine TİO2 ilavesi ile üretilen varistör yapılarının sinterleme davranışları ve mikroyapısal özellikleri incelenmiştir.İnceleme için hazırlanan numunelere farklı sıcaklık ve sürelerde sinterleme işlemi uygulanmıştır. Başlangıç olarak Ti02 katkısız, % 2 Ti02' katkılı ve % 4 Ti02 katkılı ZnO-Bi203 tozları hazırlanmıştır.Bu tozlar preslenerek şekillendirildikten sonra farklı sıcaklık ve sürelerde sinterlenmiştir. Elde edilen sinterlenmiş numunelere bazı karakterizasyon işlemleri uygulanmıştır. Varistörlerde mekanik ve elektriksel özelliklerin iyileştirilmesi için tane büyümesinin kontrol edilmesi gerekmektedir. ZnO tane boyutunu, toz şekli, yapılan katkılar, safsızlıklar, sinterleme süre ve sıcaklığı direk olarak etkiler. Bu çalışmada, numuneler 1, 3, 5 ve 10 saat sürelerde 1000, 1100, 1200 ve 1300 °C 'lerde sinterlenmiştir. Bu işlemlerden sonra tane büyüme kinetik üssü ve aktivasyon enerjisi değerleri, Ti02 katkısız bileşim için 5 ve 218 kJ/mol, % 2 Ti02 Katkılı bileşim için 6 ve 467 kJ/mol ve % 4 Ti02 katkılı bileşim için 7 ve 346 kJ/mol olarak tesbit edilmiştir. XII THE EFFECT OF THE Ti02 ON THE MİCROSTRUCTURE AND GRAIN GROWTH KINETIC OF ZnO-wt.%6 Bi203 SYSTEM SUMMARY Keywords: Grain growth kinetic, Microstracture, Sintering In this study, the effect of the TİO2 on the microstracture and grain growth kinetic of ZnO are aimed to be examined First of all, a wet mixture was prepared by the addition of TİO2 into ZnO- 6 % Bİ2O3 In the ratios of 0 %, 2 %, 4 %.Then, the samples in 1 cm diameter were pressed after the prepared powder mixture had been dried in etuv under 1 10 °C and milled.These pressed samples were sintered under 1000 °C5 1100 °C, 1200 °C and 1300 °C during 1, 3, 5, 10 hours.Some caracterization procedures were practiced on these achieved sintered samples. XRD, SEM-EDS analyses to the sintered samples were achieved. Afterwards, the bulk concentration and activation energies were calculated with the determination of grain dimensions from the optical photographs of the samples. Thus, he effect of the TİO2 on the microstracture and grain growth kinetic of ZnO has been observed. XIII

İşlenebilir cam seramik malzemeler, belirli camların kontrollü çekirdeklenme ve kristalizasyon ısıl işlemiyle meydana gelen polikristalin yapılardır. Camlara genellikle çekirdeklendirici katkılar yapılarak kristallenmenin daha etkin olması sağlanmaktadır. Cam içerisinde kristallerin her yerden verimli bir şekilde çekirdeklenmesi sonucu ince taneli mikroyapılar oluşur. Bu da yüksek mukavemet, kırılma tokluğu, darbe dayanımı, aşınma gibi özellikleri güçlendiren en önemli etkendir. Bu çalışmada, doğal hammaddeler olan kromit ve bazalt cevherleri kullanılarak işlenebilir cam seramik üretimi gerçekleştirilmiş ve bileşim değişikliklerinin faz gelişimi, mikroyapı ve işlenebilirlik üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bazalt ve MgF2 tozları sırasıyla %90 ve %10 oranlarında karıştırılmıştır. Bu ana bileşime 1 gr, 3 gr, 5 gr olacak şekilde kromit cevheri ilave edilerek üç farklı bileşim hazırlanmıştır. Hazırlanan bileşimler kuru ortamda alümina bilyeli değirmende 1 saat süreyle karıştırılmıştır. Elde edilen karışımlar alumina kroze içerisinde elektrik direnç fırınında 1500°C'de 1 saat bekletilerek ergitilmiştir. Ergitme işleminin ardından grafit kalıba dökülerek bulk halde cam üretimi sağlanmıştır. Camlardaki iç gerilmeleri gidermek amacıyla 600°C'de gerilim giderme tavlaması yapılmıştır. Tavlanan camların, cam-seramiklere dönüşümü için gerekli cam geçiş ve kristallenme sıcaklıklarını tespit etme amacıyla diferansiyel termal analiz (DTA) uygulanmıştır. Analiz sonucunda 800, 900 ve 1000°C'de ısıl işleme tabi tutularak kristalizasyon gerçekleştirilmiştir. Üretilen cam seramik numunelere karakterizasyon amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını difraksiyon analizi (XRD) kullanılmıştır. Mekanik özellerinin tespiti amacıyla sertlik, kırılma tokluğu ve işlenebilirlik testleri yapılmıştır. Tüm numunelerin sonuçlarında işlenebilirliği sağlayan flourphlgopite fazının kristallendiği tespit edilmiştir. Ayrıca, kromit ilavesi bazalt esaslı camların kristallenme üzerinde olumlu etkiler gösterdiği tespit edilmiştir. Machinable glass ceramic materials are polycrystalline structures formed by controlled nucleation and crystallization heat treatment of glasses. Generally, nucleating additives are applied to the glasses to make more effective crystallization. Fine-grained microstructures are formed by efficient nucleation of crystals from whole body in the glass. This is the most important factor that strengthens the properties such as high strength, fracture toughness, impact resistance and abrasion.In the current study, machinable glass ceramics were produced by using natural raw materials chromite and basalt ores and the effects of composition changes on phase development, microstructure and machinability were investigated. The basalt and MgF2 powders were mixed in 90 and 10 wt.%, respectively. Three different compositions were prepared by adding 1 g, 3 g and 5 g chromite ore to this main composition. The prepared compositions were mixed in a dry condition in an alumina ball mill for 1 hour. These mixtures were melted in alumina crucible in an electric heated oven at 1500° C for 1 hour. After the melting process, it was cast into the graphite mold to produce bulk glass materials. Annealing process was performed at 600° C in order to eliminate internal stresses in the glasses. Differential thermal analysis (DTA) was applied to determine the glass transition and crystallization temperatures for the transition of glasses to glass-ceramics. As a result of the analysis, crystallization was carried out by heat treatment at 800, 900 and 1000 ° C. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analysis (XRD) were used for characterization of glass ceramic samples. Hardness, fracture toughness and machinability tests were performed to determine mechanical properties. The results showed that all samples having flourphlgopite phase which provides machinability. Furthermore, chromite addition has a positive effect on crystallization properties of basalt based glasses. 105

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır. Günümüzde artan hava kirliliği ve doğal kaynakların tükenmesi çevreci ve temiz alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesini zorunluluk haline getirmektedir. Bu konuda yoğun çalışmalar olmakla birlikte, mevcut araştırmaların odaklandığı yaklaşımların başında batarya sistemleri gelmektedir. Uzun yıllardır pek çok cihazda kullanılan klasik pil/batarya sistemlerinin daha büyük sistemlere (otomobil v.b.) adapte edilmesi için geliştirilmeleri ve daha verimli hale getirilmesi gerekmektedir. Bu noktada, Lityum-iyon pil sistemleri, yeni nesil araçlar için alternatif güç aktarma organları olma potansiyeline sahiptir. Yaklaşık kırk yıllık bir geçmişe sahip olan Li-iyon pil teknolojisi, otuz yıla yakın süredir ticari bir ürün olarak kullanılmaktadır. Bu sistemlerin geliştirilmesine yönelik çalışmalar, sıvı elektrolitler yerine katı elektrolitlerin kullanımının avantajlarını ortaya koymuştur. Katı hal elektroliti kullanılarak, pil ısı kaçağı veya tutuşmaya karşı güvenlidir ve ek bir güvenlik sistemine gerek duyulmaz. Bu nedenle, işlem maliyetini düşürürken daha yüksek hacimsel enerji yoğunluğu elde edilebilir. Bu tez çalışmasında Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 (LATP) katı elektrolit cam seramikleri geleneksel ergitme-döküm yöntemine alternatif olabilecek sol-jel yöntemi ile sentezlenmiştir. Elde edilen LATP malzemesinin karakterizasyonu ve pil performansı ticari NMC katotlar kullanılarak değerlendirilmiştir. Increasing air pollution and depletion of natural resources It makes the development of environmentally friendly and clean alternative energy resources imperative. Although there are intensive studies on this subject, the main focus of current research is on battery systems. For many years it has to be developed and more efficient to adapt conventional battery / battery systems used on many devices to larger systems (automobile, etc.). At this point, Lithium-ion battery systems have the potential to be an alternative powertrain for new generation vehicles. Li-ion battery technology, which has a history of nearly forty years, has been used as a commercial product for nearly thirty years. Studies to develop these systems have demonstrated the advantages of using solid electrolytes instead of liquid electrolytes. Using solid state electrolyte, the battery is safe against heat leakage or ignition and no additional safety system is required. Therefore, a higher volumetric energy density can be obtained while lowering the processing cost. In this thesis Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 (LATP) solid electrolyte glass ceramics were synthesized by the sol-gel method which may be an alternative to the traditional melting-casting method. The characterization and battery performance of the obtained LATP material were evaluated using commercial NMC cathodes.

In this study, the effect of impact angle of the particles on solid particle erosive wear properties of basalt base glass-ceramics used for industrial applications was investigated. Commercial basalt glass-ceramic materials size of 2 0 x 2 0 x 3 cm was sectioned to the size of 5 x 5 x 1 : 2 cm. The experimental procedure was performed by using erosive wear test device with nozzle diameter of 0.78 cm. Na feldspar size of 300 mu m was used as erosive media. The samples were fixed 2 cm distance from the nozzle, Na feldspar particles were sprayed by using 1.5, 3, 4 bar pressure for 20 s. The tests were repeated with 30 degrees + 45 degrees + 60 degrees + 75 degrees + 90 degrees impact angles. The erosive wear rates were measured and the effect of particle impact angle on wear properties was determined.

Glass-ceramics were produced by sintering method from industrial waste materials such as fly ash, blast furnace slag and boron waste. The sintering behavior and machinability of glass-ceramic compositions were investigated. Additives were added to waste materials for enhancement of machinability and sintering properties. All starting materials were mixed by ball milling for 2 h using alumina media. The mixed and milled powders were sieved to grain sizes smaller than 75 mu m and pressed at 100 MPa. The pressed samples were sintered at 900 degrees C, 1000 degrees C and 1100 degrees C for 1 h in an electric furnace using a heating rate of 5 degrees C/min. Some characterization tests such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and machinability tests were performed on sintered samples. The results indicated that all samples exhibit good sintering and machinability properties.

6th International Congress and Exhibition on Advances in Applied Physics and Materials Science (APMAS) -- JUN 01-03, 2016 -- Istanbul, TURKEY, WOS: 000396118600048, In this study, machinable glass-ceramics were produced from vermiculite and K2CO3, SiO2, Al2O3 and MgF2 as additives by melting process. The starting materials were mixed together and milled in a mill with alumina ball for 2 h. The mixed powders were melted by aluminum crucible at 1500 degrees C. The melted glass was cast into graphite mold, and then it was exposed to crystallization heat treatment for glass-ceramic transformation. The glass-ceramic samples were characterized with X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, mechanical tests such as hardness, fracture toughness and machinability test. The results indicate that machinability properties can be obtained from vermiculite based glass-ceramic with some additives.

The crystallisation kinetics of the conversion of a glass coating layer made from a mixture of natural basalt volcanic rock and SiC into glass-ceramic have been investigated. The process depends on the crystallisation temperature, time and amount of the SiC added. Coating powders were prepared from pure basalt and from basalt containing 10-50 wt% SiC. The powders were coated by an atmospheric plasma spray technique on the pre-coated AISI 1040 steel substrate with Ni-Al. The coating layer was vitrified by sudden cooling. The amorphous structure of the coatings was verified by X-ray diffraction (XRD) analysis. To obtain glass-ceramic, coatings were subjected to crystallisation heat treatment in an argon atmosphere. Crystallisation heat treatment temperatures of 800 degrees C, 900 degrees C and 1000 degrees C were chosen by using DTA. After the heat treatment process, augite, ferrian-diopsite, diopside, albite, andesine, and moissonite phases formed in the coating layer and were verified by XRD analysis. The crystallisation activation energies were determined to be between 323.4 kJ/mol and 253.2 kJ/mol, depending on SiC addition. The crystallisation activation energies decreased with increasing amounts of SiC addition. The Avrami parameters of the crystallisation process varied between 1.60 and 3.33, which indicates that internal crystallisation dominated for all of the compositions. (C) 2012 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l. All rights reserved. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.05.037

In the present study, the effect of SiC addition on properties of basalt base glass-ceramic coating was investigated. SiC reinforced glass-ceramic coating was realized by atmospheric air plasma spray coating technique on AISI 1040 steel pre-coated with Ni + 5 wt.%Al bond coat. Composite powder mixture consisted of 10%, 20% and 30% SiC by weight were used for coating treatment. Controlled heat treatment for crystallization was realized on pre-coated samples in argon atmosphere at 800 degrees C, 900 degrees C and 1000 degrees C which determined by differential thermal analysis for 1-4 h in order to obtain to the glass-ceramic structure. Microstructural examination showed that the coating performed by plasma spray coating treatment and crystallized was crack free, homogeneous in macro-scale and good bonded. The hardness of the coated samples changed between 666 +/- 27 and 873 +/- 32 HV0.01 depending on SiC addition and crystallization temperature. The more the SiC addition and the higher the treatment temperature, the harder the basalt base SiC reinforced glass-ceramic coating became. X-ray diffraction analysis showed that the coatings include augeite [(CaFeMg)-SiO3], diopside [Ca(Mg0.15Fe0.85)(SiO3)(2)], albite [(Na,Ca)Al(Si,Al)(3)O-8], andesine [Na0.499Ca0.492(Al1.488Si2.506O8] and moissanite (SiC) phases. EDX analyses support the X-ray diffraction analysis. (c) 2010 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l. All rights reserved.

The grain growth kinetics in the 0, 2 and 4 wt.% TiO2 added ZnO–6 wt.% Bi2O3 system was studied using the simplified phenomenological grain growth kinetics equation $$G^n = k \cdot t \cdot \exp ( - Q/R \cdot T)$$ together with the physical properties of the sintered samples. The grain growth exponent value (n) and the apparent activation energy for the ZnO–6 wt.% Bi2O3 system was 5 and 218 kJ/ mol, respectively. The addition of the TiO2 to the ZnO–6 wt.% Bi2O3 system inhibited the ZnO grain growth. At 2 and 4 wt.% TiO2 additions, the apparent activation energies were calculated as 467 and 346 kJ/ mol, respectively. The addition of TiO2 to the system inhibited the grain growth of ZnO ceramics.