Yönlendirilmiş müllit/zirkonya kompozitlerine Y2O3 ilavesinin mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Abstract

Bu çalışmada yitrianın müllit-zirkonya kompozitlerde mekanik özellikler üzerine etkisini incelenmiştir. Şerit döküm yöntemiyle yitria katkılı müllit-zirkonya kompozitler 6 farklı kompozisyonda üretilmiş ve 1350 °C?1600 °C sıcaklık aralığında sinterlenmiştir. Kompozisyonlarda tane yönlenmesi sağlamak amacıyla Al-Borat (9Al2O3.2B2O3 ) taneler kırılmış ve kırılmamış olarak kullanılmıştır. 2 adet iğnesel tane içermeyen (NO+3Y - NO+6Y), 2 adet kırılmış (R+3Y - R+6Y) ve 2 adet kırılmamış iğnesel tane içeren (İ+3Y - İ+6Y) kompozisyon hazırlanmıştır. 3 kompozisyona zirkonyanın molce %3' ü kadar ve 3' üne de %6' sı kadar Y2O3 konulmuş ve bunlar 3Y ve 6Y olarak gösterilmiştir. Tüm numuneler test metotlarına uygun aşamalı bir zımpara ve parlatma işleminden geçirilmişlerdir. Hazırlanan numunelerin elastik modülü ve mukavemetleri, Vickers sertlik ve çentikli mukavemet yöntemleri kullanılarak tokluklarının ölçümleri yapılmış, bu mekanik özelliklerin mikro yapı ve kristalografik yapı ile ilişkisi incelenmiştir.Elde edilen sonuçlarda yitrianın ilavesiyle yoğunluk, elastik modülü, sertlik ve eğme mukavemeti artış göstermiştir. Daha önce yapılan MgO katkılı çalışmadan alınan sonuçlara göre Y2O3, MgO' dan daha düşük tokluk değerleri vermiştir.

The affect of yitria on mechanical properties of mullite/zirkonya composites were studied. Mullite/zirconia composite materials are produced by tape casting in 6 different compositions and sintered at 6 different temperatures to evaluate the effect of yitria on formation of tetragonal zirconia in mullite/ zirconia composites. These samples were sintered at 1350 °C to 1600 °C. Broken and unbroken aluminum borate templates have been used for grain orientation. 2 compositions with 3 and 6 mol % yttria have no template grains (N+3Y, N+6Y), 2 compositions have broken template grains (R+3Y, R+6Y) and 2 compositions have unbroken template grains (İ+3Y, İ+6Y). All the specimens were exposed to shaping and polishing to obtain the acceptable standard sizes for test methods and to decrease the residual stresses in the structure. Elastic modulus, Vickers hardness, strength and toughness (by using indentation strength method) are measured and the relations of these mechanical properties with micro and crystallographic structure were analyzed.It is observed that the density, elastic modulus, hardness and strength increased by addition of yitria. Compared to previous study with MgO addition, Y2O3 has shown lower toughness values than MgO.