DOÇ. DR. ALPAGUT KARA

Proses ham atığının seramik karo bünyelerde kullanımı

Geleneksel seramik proseslerinde çamur-sır hazırlama ve sırlama bantları proses ham atıklarının ana kaynaklarıdırlar. Bu atıkların geri dönüşümlü olarak kullanımı için bu çalışmada duvar karosu, yer karosu ve sırlı granit bünyelere % 1, % 3, % 5 ve % 10 oranlarında proses ham atığı ilave edilmiştir. Hazırlanan numuneler işletme koşullarında; duvar karosu 1155 ºC/36 dk, yer karosu ve sırlı granit 1200 ºC/32 dk pişme rejimlerine tabi tutulmuşlardır. Numunelerin fiziksel ve pişme testleri yapılmış, bünyelere ait sinterleme davranışları temassız bir hızlı pişirim dilatometresi vasıtasıyla gerçekleştirilmiştir. Pişme sonrasında oluşan fazları belirlemek amacıyla XRD analizleri yapılmıştır. Mikroyapısal ve mikrokimyasal özelliklerin araştırılması için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yapılan testler sonucunda bundan önceki çalışmalarda ve pratikte yaygın olarak kullanılmayan mermer içeren yer karosu bünyelerin de tehlikesiz bir şekilde pişirilerek, istenilen teknolojik özellikleri verdiği ve ham atık içeriğinden gelen kalsiyum etkisiyle yer karosu bünyesinde oluşan anortit fazının bünyedeki mullit fazı ile birlikte mekanik özellikleri iyileştirdiği belirlenmiştir. Tüm testler ISO EN 10545 standartlarına göre gerçekleştirilmiş olup, elde edilen sonuçlar yer karosu ve sırlı granit için TS EN 176 ve duvar karosu için TS EN 159 standartlarına uygundur. Anahtar Kelimeler: Duvar Karosu, Yer Karosu, Sırlı Granit, Proses Ham Atığı i

Spodumen katkılı porselen karoların lekelenme davranışının incelenmesi

Porselen karo üretim sürecinin son aşaması olan parlatma aşaması düzgün ve parlak bir karo yüzeyi elde etmeye olanak sağlamaktadır. Ama bu aşama aynı zamanda karo yüzeyinden malzeme uzaklaşmasına neden olurken yüzeysel hatalarının ve kapalı porların da açığa çıkmasına yol açmaktadır. Sonuç olarak bu tip hatalar lekelenme direncinin kötüleşmesine neden olur. Porselen karoların performansının geliştirilebilmesi için yüzey mikroyapısının lekelenme direnci üzerine etkisinin iyi anlaşılması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, porselen karoların lekelenme direnci üzerine spodumen ilavesinin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak standart bir porselen karo reçetesinde maksimum ağırlıkça % 4 spodumen sodyum feldispat yerine kullanılmıştır. Öte yandan kuvars ve camsı faz arasındaki termal genleşme katsayısındaki farklılık camsı fazın mikroskobik kalıntı basma gerilimlerine maruz kalmasına neden olur. Bu gerilimler neticesinde oluşan çatlaklar ve kuvars tanelerinin etrafında olan tane çıkmaları da bünyelerin lekelere karşı daha hassas olmalarına neden olmaktadır. Bu etkilerde göz önünde bulundurularak reçetelerden kuvars çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlar spodumen ilavesinin sinterleme esnasında düşük viskoziteli sıvı faz oluşturarak porların uzaklaşmasını sağladığını göstermiştir. Böylece yüksek yoğunluklu, yüksek mekanik mukavemetli ve daha yüksek lekelenme dirençli bünyeler elde edilmesi sağlanmıştır. Diğer bir yandan da bu tez çalışmasında alternatif bir ergitici olarak spodumenin kullanılması ile spodumen-kuvars ve spodumen-kil arasındaki reaksiyonlarla lityum alümina silikat fazlarının oluştuğu saptanmıştır. Tespit edilen bu yeni faz lekelenme direnci açısından önemli bir bakış açısı kazandırmıştır. Lekelenme direnci üzerine en önemli etkilerden biri olan kuvars tanelerinin etrafında oluşan aspekt oranı 4 den büyük mikro çatlakların bu yeni lityum alümina silikat fazları tarafından doldurularak en aza indirilebildiği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Lekelenme direnci, porselen karo, spodumen, kuvars içeriği, mikroyapı

Süper alaşımların talaşlı imalatında kullanılan seramik esaslı malzemelerin bir alt grubu olan SiAlON seramiklerinin zorlu kesme koşullarına karşı direncinin artırılabilmesi amacıyla SiC partikül takviyesi yapılmıştır. Bu amaçla % 50 α – % 50 β SiAlON içeren SiAlON malzemesine ağırlıkça % 10-17,5 ve 25 oranlarında SiCp takviyesi yapılmış ve sonrasında elde edilen kompozit malzemelerin sinterlenme davranışları, mekanik (sertlik ve tokluk) ve ısıl özellikleri ve ayrıca en yaygın kullanılan nikel esaslı süper alaşımlardan bir tanesi olan Inconel 718 alaşımının işlenmesindeki aşınma davranışları mukayeseli olarak incelenmiştir. SiC takviye fazının tane boyutunun etkisinin belirlenmesi amacıyla 25 m2/gr. yüzey alanına sahip SiCp ilavesi de denenmiştir. Elde edilen sinterleme sonuçlarına göre % 17,5 SiC ilavesinin bu sistem için tam yoğunluğun elde edilebilmesi için maksimum ilave miktarı olduğu bulunmuştur. SiC tane boyutunun etkisi olmaksızın, ilave edilen SiC miktarıyla sertlik ve termal difüzivite değerlerinde önemli artışlar kaydedilmiş, tokluk değerlerinde ise dikkate alınabilir bir değişim gözlenmemiştir. Mekanik ve ısıl özellikler açısından en üstün özelliklere sahip olan % 17,5 oranında SiC içeren malzemenin işleme sırasında aşınmaya karşı SiAlON matris malzemesinden daha dirençli olduğu, ticari olarak yaygın bir şekilde kullanılan Alümina-SiCv kesici ucuyla ise kıyaslanabilir bir aşınma dayanımına sahip olduğu sonuçlarına varılmıştır. Anahtar kelimeler: Süperalaşımlar, Talaşlı işleme, Seramik kesici uçlar, SiCp- SiAlON kompozit malzemeleri, Mikroyapı i

Monoporoz (monoporosa) duvar karolarının pişirim koşullarının geliştirilmesi

Duvar karoları, genellikle iç cephe uygulamalarında tercih edilen, tek veya çift pişirim ile üretilen, yüksek poroziteye ve dolayısı ile yüksek su emmeye sahip, estetik özellikleri yüksek ürünlerdir. Monoporoz duvar karoları ise tek pişirim ile üretilen ürün grubuna verilen isimdir. Bu tezde, monoporoz tek pişirim duvar karolarının pişirim koşullarının geliştirilmesi doğrultusunda pişirim hızının arttırılması ve/veya pişirim sıcaklığının düşürülmesi hedefine uygun bünyeler geliştirilmiştir. Duvar karoları bünyesinde yer alan kalsiyum karbonatlı bileşimler, gaz çıkışına sebep olmaktadır. Bu nedenle kullanılan sırın bünye ile uyumlu olarak, gaz çıkışının tamamlandığı anda ergimeye başlaması ve daha sonra bünye yüzeyini tamamen kaplaması beklenir. Bu amaca uygun olarak, ilk aşamada kullanılan kalsitin tane boyut dağımı etkisi incelenmiştir. Dekompozisyon reaksiyonunun öne alınması sağlanarak pişirim süresinin azaltılması için kullanılan kalsitin tane boyut dağılımı değiştirilerek yeni bünyeler geliştirilmiştir. Bunun yanında çökelti (precipitated) kalsit ile çok düşük tane boyutuna sahip kalsitin kullanımının dekompozisyon sıcaklığına etkileri belirlenmiştir. İkinci aşamada ise, kalsit ile birlikte veya kalsite alternatif hammaddeler kullanılarak bünye içeriğindeki kalsit ve dolayısı ile kalsiyum karbonat içeriğinin azaltılması hedefine uygun bünye kompozisyonları hazırlanmıştır. Hazırlanan kompozisyonlar ile pişirim sıcaklığının ve süresinin düşürülmesinin zor olduğu özellikle büyük ebat duvar karolarının pişirim sıcaklıkları ortalama 1150ºC’den 1120ºC’lere kadar düşürülebilmiş, %25 verim artışı elde edilmiştir. Böylelikle karbondioksit emisyonunda elde edilen azalma ile çevreye duyarlı üretim gerçekleştirilmesi ile katma değeri yüksek ürün üretimi mümkün olmuştur.

Yer karosu bünyelerinde farklı ergiticilerin çamur reolojisi ve sinterleme üzerine etkileri

Bu çalışmada çeşitli ergiticilerin kullanımı ile yeni yer karosu reçetelerinin geliştirilmesi amaçlanmış, bileşenlerin bünye reolojisi ve sinterleme davranışına olan etkileri incelenmiştir. Bu amaçla model olarak alınan standart bir reçeteye % 3 oranında talk ve manyezit eklenmiş, aynı reçeteye ağırlıkça farklı oranlarda (maksimum % 1) borik asit ve aynı oranlarda bor oksit verecek yüzdelerde boraks penta hidrat ilave edilmiştir. Pişmiş bünyelerin fizikomekaniksel davranışaları incelenmiş, nihai bünyelerin koordinat ölçümleri yapılmıştır. Geliştirilen reçetelerin sin terleme davranışları optik dilatometre ile incelenmiş, pişme sonrası elde edilen fazların analizi XRD yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Literatürde daha önce yapılan çalışmalarda bor türevlerinin bünye reolojisi üzerinde yaptığı olumsuz etkilerin bulunmasından yola çıkılarak bünyelerin reolojik davranışları incelenmiş ve ölçümler reometre ve optimum elektrolit miktarı belirleme gibi geleneksel ölçüm yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Genel olarak çeşitli ergiticiler kullanılarak istenilen teknolojik özelliklerde ve düşük maliyette yer karosu bünyeleri geliştirilmesinin mümkün olduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Yer Karosu, Talk, Manyezit, Borik Asit, Boraks Penta Hidrat, Sinterleme Davranışı, Reoloji

Karbonatlı killerin duvar ve yer karosunda kullanımı ve ısıl davranışlarının incelenmesi

Bu tez çalışmasında, değişen oranlardaki marn hammaddesinin ticari duvar ve yer karosu kompozisyonlarına olan etkisi detaylı biçimde araştırılmıştır. Marn hammaddesi, kil ve kalsiyum karbonattan, değişik oranlarda tabii olarak meydana gelmiş karışımdır. İlk olarak, marnın kimyasal ve mineralojik özellikleri belirlenmiş, sonrasında %2-8 arasında değişen oranlarda Marn içeren duvar ve yer karosu reçeteleri hazırlanmıştır. Duvar karosu reçetesinde mermer azaltılarak, bünye içerisinde CaO düşürülüp ağırlıkça alkali oksit ve MgO arttırılarak sinterleme davranışı ve teknolojik özellikleri incelenmiştir. Yer karosu reçetesinde, Na içerikli feldspat oranı düşürülüp, marn ekleyerek ağırlıkça Fe2O3 ve toprak alkali oksitler arttırılarak bünye özellikleri incelenmiştir. Marn içeren bünyelerle birlikte standart bünyenin vitrifikasyon davranışı optik dilatometre cihazı kullanılarak değerlendirilmiştir. Yoğunlaşma davranışı He piknometresi ve diğer parametrelerle (çekme, su emme, mukavemet) analiz edilmiştir. Pişirimden sonra oluşan fazları analiz etmek için XRD, mikroyapı karakteristiklerini gözlemlemek için SEM kullanılmıştır. Elde edilen teknolojik özellikler değerlendirildiğinde, TS EN 14411 standardına göre duvar ve yer karosu formülasyonlarında alternatif hammadde olarak marnı kullanmak mümkündür. Duvar ve yer karosu çalışmalarında sıcaklık düşüşü sağladığı görülmektedir. Ayrıca hammadde maliyeti mermer ve sodyum feldspata göre daha düşüktür. Anahtar Kelimeler: Marn, vitrifikasyon, kompozisyon, teknolojik özellikler

Eskişehir-Şarhöyük (Dorylaion) arkeolojik kazılarında ele geçen hellenistik dönem seramiklerinin (kalıplı kaseler ve batı yamacı seramikleri) karakterizasyonu

Arkeometrik bir çalışma çerçevesinde gerçekleştirilen bu çalışmada Kültür ve Turizm Bakanlığı ve Anadolu Üniversitesi işbirliği ile 1989 yılından bu yana sürdürülen Eskişehir-Şarhöyük (Dorylaion) antik kenti kazı çalışmalarında ele geçen 26 kalıplı kase (Megara kasesi) ve 22 Batı Yamacı seramik parçasının üretim süreçlerine yönelik parametreler (bünye ve astar tabakalarında kullanılan hammaddeler, pişirim sıcaklıkları ve atmosferi, mikroyapısal özellikleri v.b.) aydınlatılmaya çalışılmıştır. Bu bağlamda, karakterizasyon sürecinde X-ışını floresans (XRF), X-ışını difraksiyon (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile birlikte enerji dağılımlı X-ışınları spektrometresi (EDX), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), mikro-Raman spektroskopisi ve termal gravimetri-diferansiyel termal analiz (TG-DTA) yöntemleri kullanılmıştır. Elde edilen bulgular, buluntu bünyelerinin bazen kalsit ve dolomit içeren illitik kil minerallerine sahip kil kaynakları ile üretilmiş olduğunu göstermektedir. Bünye pişirim sıcaklıklarının oldukça geniş bir aralığa sahip olduğu ve 1100 0C’ye kadar ulaşabildiği görülmüştür. Bünyelere göre demirce daha zengin astar tabakalarındaki renk farklılıklarının ise pişirim atmosferinin kontrolü ile elde edildiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, iki ürün gurubu karşılaştırılarak aralarındaki temel farklılıklar ortaya konulmuştur. Megara kasesi bünyeleri üretiminde ağırlıklı olarak kalsit içeren kil kaynaklarının, Batı Yamacı seramik bünyeleri üretiminde ise ağırlıklı olarak dolomit içeren kil kaynaklarının kullanılmış olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, Batı Yamacı seramikleri astar tabakalarının Megara kasesi astar tabakalarına göre demirce daha zengin olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda Dorylaion antik kenti Hellenistik dönem pişmiş toprak ürünlerinin üretim teknolojisi hakkında bilgi birikimi sağlanmıştır.