Çok kristalli transparan MgAl₂O₄ seramik zırhlarında mikroyapı kontrolü

Abstract

Bu tez çalışmasının temel amacı, basınçlı sistemler için MgAl2O4 seramiklerinde mekanik özellikleri geliştirmek üzere hassas mikroyapı kontrolünü hedef alan uygun sinterleme protokollerini geliştirmektir. Bu amaç doğrultusunda MgAl2O4’ün basınçlı sinterleme sistemlerindeki dominant sinterleme mekanizmalarının anlaşılması gerekmektedir. Bahsedilen bu dominant mekanizmaları saptamak adına modifiye edilmiş sürünme denklemi kullanılarak nicel sinterleme analizi çalışmaları yapılmıştır. 1200 ve 1250ºC sıcaklıklarda yürütülen bu çalışmalarda düşük yoğunluklar (%80’in altındaki) için stres üsteli değeri n?3 olarak hesaplanmıştır. Bu değer dominant sinterleme mekanizmasının plastik akış olduğunu göstermektedir. Yüksek yoğunluklar (%80-90) için ise stres üsteli değeri n=2, sinterleme için gereken aktivasyon enerjisi ise 530kJ/mol olarak hesaplamıştır. Bu veriler ışığında, bu bölge için dominant sinterleme mekanizmasının oksijen difüzyonu eşliğindeki tane sırı kayması olduğu düşünülmektedir. Diğer bir yandan, tezin çalışmasının temel hedeflerinden biri olan, SPS (spark plazma sinterleme), HP (sıcak presleme) gibi düşük çözünürlüklü boyut değişimi ölçüm sistemi (PMS, path measurement system) kullanan basınçlı sistemlerde nicel sinterleme analizi yaklaşımı değerlendirilmiş bu analiz metodunun getirebileceği olası hataların ve sapmaların nasıl giderileceği üzerine çalışılmış ve hata payını en aza indirgenecek nicel sinterleme analiz metodolojisi geliştirilmiştir.