Diyatomit`ten karbo-termal indirgeme ve nitrürleme yoluyla silisyum nitrür (Si3N4) seramik toz üretimi

Abstract

DİYATOMİT'TEN KARBO-TERMAL İNDİRGEME VE NITRURLEME YOLUYLA SİLİSYUM NİTRÜR (Si3N4) SERAMİK TOZ ÜRETİMİ (Yüksek Lisans Tezi) Tuncay KURT GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Eylül 2002 ÖZET Bu çalışmada Ankara-Kızılcahamam'dan alınan d iy a to mitten karbo-termal indirgeme ve nitrürleme (KTİN) ile Sİ3N4 tipi teknolojik seramik toz üretimi gerçekleştirilmiştir. Maksimum parçacık boyutu 150 [im olan diyatomit ortalama toz tane boyutu 2.4 um ve % 99 saflıktaki karbon karası ile C/S1O2 molar oranı 4 olacak şekilde yüksek enerjili atritör içerisinde karıştırılmıştır. Elde edilen karışım numune 1300, 1350 ve 1400 °C sıcaklıklarda olmak üzere 4, 8 ve 16 saat süreyle KTİN işlemine tabi tutulmuştur. KTİN atmosfer kontrollü tüp fırında 5 cm3/dakikalık N2 gazı çıkışı altında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen dönüşüm ürünlerin XRD ve SEM-EDX analizleri yapılarak diyatomit'ten Sİ3N4'e dönüşüm miktarı ve dönüşüm ürün karakterize edilmiştir. Deney sonuçları en iyi dönüşümün 16 saat süreyle 1400 °C KTİN işlemi gören numunede gerçekleştiğini göstermiştir. Bilim Kodu : 225. 01. 00. 225. 01. 01 Anahtar Kelimeler : Diyatomit, Karbo-termal İndirgeme ve Nitrürleme, Sİ3N4 Sayfa Adedi : 91 Tez Yöneticisi : Yrd. Doç. Dr. Halil ARIK

11 PRODUCTION OF SILICON NITRIDE (Si3N4) CERAMIC POWDER FROM DIATOMITE BY CARBO-THERMAL REDUCTION AND NITRIDATION PROCESSES (M. Sc Thesis) Tuncay KURT GAZI UNIVERSITY INSTUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY September 2002 ABSTRACT In this study, Sİ3N4 type technologic ceramic powder was produced by using carbothermal redaction nitridation method from diatom ite taken from Ankara- Kizilcahamam region. Test samples were prepared by mixing 99 % purity and mean powder size of 2.4 /im of carbon black and maximum particle size of 150 p.m diatomite with C/Si02 molar ratio of 4. Prepared samples was subjected to CTRN process at temperatures of 1300, 1350 and 1400 °C for 4, 8 and 16 hours. CTRN process was conducted in an atmosphere controlled tube furnace in nitrogen gas flowing 5 cm3/min. All products were examined by XRD and SEM-EDX to determine the amount of transformation, morphology and chemical composition of product. The results indicated that the best Sİ3N4 transformation occurred at 1400 °C for 16 h. Science Code : 225. 01. 00. 225. 01. 01 Key Words : Diatomite, Carbo-thermal Reduction and Nitridation, Sİ3N4 Page Number: 91 Supervisor : Assist. Prof. Dr. Halil ARDX