%8 mol yitriya ile stabilize edilmiş kübik zirkonyanın sinterlenebilirliğine ve tane büyümesine çeşitli metal oksitlerin etkisinin incelenmesi

%8 MOL YİTRİYA İLE STABİLİZE EDİLMİŞ KÜBİK ZİRKONYAMN SİNTERLENEBİLİRLİĞİNE YE TANE BÜYÜMESİNE ÇEŞİTLİ METAL OKSİTLERİN ETKİSİNİN İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Bülent AKT AŞ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Aralık 2002 ÖZET Bu çalışmada, %8 mol yitriya ile kararlı hale getirilmiş kübik zirkonyanın (8Y-CSZ) sinterlenebilirliği ve tane büyümesi üzerine değişik metal oksitlerin etkisi incelendi. Bu amaçla; ağırlıkça %1 oranında a-Al2O3 ve SiO2 katkı elemanı olarak seçildi ve slip döküm yöntemi ile bu katkı elemanları 8Y-CSZ ile katkılandı. X ışınları kırınım sonuçları a-Al2O3 ve SiO2' in ağırlıkça %0,3 oranında 8Y-CSZ içerisinde çözüldüğünü gösterdi Slip döküm yöntemiyle sekilenen numuneler değişik sıcaklıklarda sinterlendikten sonra 1300 ve 1400 °C sıcaklıklarda 10, 30 ve 66,5 saat süreyle tavlandı. Tane büyüme tamın, «-AI2O3 ve SiO2 katkı elemanlarının ağırlıkça %1 oranında ilavesi ile kontrol edilebileceği görüldü. Katkısız 8Y-CSZ için tane büyüme üssü 3 ve tane büyümesi için gerekli aktivasyon enerji 298 kj/mol olarak elde edildi 0-ALO3 içeren numunelerde ise bu değerler 4 ve 361 kj/mol' dür. Tane büyümesini sınırlayan en etkili katkı elemanı ise düşük çözünürlükte, tane büyüme üssü 4 ve tane büyümesi için gerekli aktivasyon enerjisi 382 kj/mol olan SiO2'dir. Katkılı 8Y-CSZ9 lerde M düşük hızdaki tane büyümesi, tane sınırlarında çözünen iyonların çökelmesine bağlanabilir. Tane sınırlarına çökelen katkı elemanları tane sınırı boyunca madde transferini sınırlar ve böylece yavaş tane büyümesi meydana gelir. Bilim Kodu : 22S.01.01 Anahtar Kelimeler : Zirkonya, Slip Döküm, Sinterlenebilirlik, Tane Büyümesi Sayfa Adedi : 97 Tez Yöneticisi 1 Doç. Dr. Süleyman TEKELİ AN INVESTIGATION OF THE EFFECT OF VARIOUS METAL OXIDES ON SINTEREBILITY AND GRAIN GROWTH OF 8 MOL % YITRIA-STABILIZED CUBIC ZIRCONIA (ML Sc Thesis) Bülent AKTAŞ GAZt UNIVERSITY MSTUTE OF SCINCE AND TECHNOLOGY December 2002 ABSTRACT In this study, the effect of various metal oxides on sinterebility and grain growth behaviour of 8 mol % yitria-stabilked cubic rirconia (8Y-CSZ) was investigated. For these purposes, lwt% ©-ALOs and SİO2 were selected as a dopant and doped with 8Y-CSZ by sip casting method, X Ray Difraction results showed that a-ALO* and SİO2 had very limited solubility of 0,3 wt % into 8Y-CSZ. The slip cast specimens were sintered at different temperatures and than annealed at 1300 °C and 1400 °C for 10, 30, 66,5 hours. It was seen that grain growth rates could be controlled by the deliberate addition of 1 wt % grain boundary phases of cs-ALOs and SiOz. A grain growth exponent of 3 and activation energy for grain growth of 298 kj/mol were obtained for undoped 8Y-CSZ. The CI-ALO3 containing samples had a grain growth exponent of 4 and activation energy of 361 kj/mol. The most effective intergranular phase for limiting grain growth was the low solubility SİO2 phase with a grain growth exponent of 4 and an activation energy of 382 kj/mol The slow grain growth in doped 8Y-CSZ is attributed to solute ions segregation in grain boundary region. The addition of the grain boundary phase results in limiting matter transfer along the grain boundary resulting in slower grain growth. Science Code Keywords Page Number Adviser 225.01.01 Zirconia, Slip Casting, Sinterebility, Grain Growth 97 Assoc. Prof. Dr. Süleyman TEKELİ 112