DOÇ. DR. CEMAİL AKSEL

SnO2 ilavesiyle MgO-MgAl2O4 kompozit refrakterlerin mekanik özelliklerinin, ısıl şok ve korozyon davranışlarının araştırılması

SnO2’in değişik oranlarda MgO-spinel’e ilavesiyle elde edilen farklı kompozisyonlardaki kompozit refrakter malzemelerin mekanik özellikleri, ısıl şok ve korozyon davranışları incelenerek, meydana gelen değişiklikler tespit edilmiştir ve bu faktörleri etkileyen parametreler araştırılmıştır. Farklı kompozisyonlarda üretilen refrakterlerin; yoğunluk, mukavemet, elastik modül, kırılma tokluğu, kırılma yüzey enerjisi, iş enerjisi, kritik hata boyutu ve ortalama MgO tane boyutu verileri ölçülerek değerlendirilmiştir. Ayrıca; MgO-spinel’e SnO2 ilavesiyle yeni faz oluşumu ve meydana gelen mikroyapısal değişiklikler: XRD ölçümleri ve SEM analizleri ile tespit edilmiştir. Farklı kompozisyonların mekanik özellikleri ile yapısal değişimleri arasındaki ilişkiler tespit edilmiştir. Refrakter malzemelerin yüksek sıcaklık performansını tespit etmek için kullanılan ısıl stres/şok parametreleri (R, R”’, R””, Rst) ve ?WOF/?S oranları hesaplanmıştır. 500 °C ve 1000 °C’lerde test edilen numunelerin ısıl şok davranışları incelenmiştir ve ölçülen mekanik özelliklerin değerlendirilmesiyle yüksek ısıl şok direnci gösteren kompozisyonlar belirlenmiştir. Ayrıca; korozyon testleri yapılan refrakterlerde korozyona uğrayan bölgelerin: i) penetrasyon, ii) derinlik, iii) genişlik ve iv) yayılma alanları ölçülerek korozyon dirençleri belirlenmiştir. Yüksek performans gösteren optimum kompozisyonlar tespit edilmiştir. SnO2’in MgO-spinel’e ilavesiyle refrakter malzemelerin mekanik özelliklerinde, ısıl şok ve korozyon dirençlerinde önemli ölçüde iyileşmeler sağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: MgO, Spinel, SnO2, Kompozit, Refrakter, Mekanik Özellikler, Isıl Stres/Şok Parametreleri, Isıl Şok, Korozyon.

Zrsio4-zro2-y2o3 ilaveli mgo-mgal2o4 ile mgo-feal2o4 kompozit refrakter malzemelerin mekanik özellikleri, ısıl şok ve korozyon davranışları Mechanical properties, thermal shock and corrosion behaviors of mgo-mgal2o4 and mgo-feal2o4 composite refractory materials incorporated by zrsio4-zro2-y2o3

Yeni kompozit refrakter malzemeler: i) MgO-MgAl2O4’e değişen oranlarda ZrSiO4+Y2O3, ZrO2+Y2O3 ve hersinit ilaveleriyle; ve ayrıca ii) MgO-Hersinit’e farklı oranlarda spinel (MgAl2O4) ve zirkon (ZrSiO4) katkılarının ilave edilmesiyle üretilmiştir. Üretilen bu malzemelerin mekanik özellikleri, 500 °C ile 1000 °C’lerde ısıl şok direnci ve korozyon davranışları incelenmiş ve bu özellikleri etkileyen parametreler araştırılmıştır. Yoğunluk, relatif yoğunluk, açık gözenek, mukavemet, elastik modül, kırılma tokluğu, kırılma yüzey enerjisi, iş enerjisi, kritik hata boyutu, ortalama MgO tane boyutu değerleri ölçülmüştür, ve ısıl stres/şok parametreleri R, R”’, R””, Rst) ile ?WOF/?S oranları hesaplanmıştır. Korozyon testleri yapıldıktan sonra; kompozit refrakter malzemelerin penetrasyon mesafeleri ve yayılma alanları ölçülerek, korozyon dirençleri tespit edilmiştir. Ayrıca; yeni fazların oluşumları ve meydana gelen mikroyapısal değişiklikler, XRD ölçümleri ve SEM analizleri ile belirlenmiştir. i) MgO-MgAl2O4’e ZrSiO4+Y2O3, ZrO2+Y2O3 ve hersinit ilaveleriyle ve ii) MgO-hersinite spinel ve zirkon ilaveleriyle elde edilen malzemelerin: mekanik özelliklerinde, ısıl şok ve korozyon dirençlerinde önemli derecede iyileşmeler sağlanmıştır. Endüstriyel uygulamalarda servis ömrü daha uzun olabilecek yeni kompozit refrakter malzemelere ilave edilen bileşenlerin optimum miktarları tespit edilmiştir.

Zirkon-Y2O3 ilavesiyle MgO-spinel kompozit refrakterlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi

MgO-spinel kompozit refrakterlere değişik miktarlarda zirkon ve Y2O3 ilavesiyle elde edilen farklı kompozisyonlardaki malzemelerin mekanik özelliklerindeki değişim ve iyileştirmeler, nedenleriyle birlikte incelenerek, bu malzemelerin yüksek sıcaklık dayanımını etkileyen ısıl parametreler araştırılmıştır. Üretilen numunelerin yoğunlukları, mukavemeti, elastik modülü, kırılma tokluğu, kırılma yüzey enerjisi, iş enerjisi, kritik çatlak boyutu ve ortalama MgO tane boyutu verileri ölçülerek değerlendirilmiştir. Ayrıca; mikroyapısal değişikler, XRD ölçümleri ve SEM analizleri ile incelenmiştir. Refrakter malzemelerin yüksek sıcaklık performansını tespit etmek için kullanılan ısıl stres/şok parametreleri (R, R”’, R””, Rst) ve ?wof/?S oranları hesaplanmıştır. Farklı kompozisyonların mekanik özellikleri ile yapısal değişimleri arasındaki ilişkiler ve bunları etkileyen faktörler araştırılmıştır. Kompozit refrakter malzemelere ilave edilen bileşenlerin optimum miktarları tespit edilmiştir. Endüstriyel uygulamalarda servis ömrü daha uzun olabilecek malzemelerin optimizasyonu yapılmıştır.