Yüksek gözenekli kaolin altlıkların katot ışın tüpü cam katkısı ile üretilmesi

Abstract

Bu tezde, kalsine kaolin ve doğal kaolin hammaddesinin öğütülmüş Katot Işın Tüpü (CRT) camı ile ayrı ayrı karıştırılmasıyla yüksek gözenekli kapiler seramik altlık üretimi araştırılmıştır. Kaolin hammaddesine ağırlıkça %10, 20 ve %30 CRT cam tozları eklenerek hazırlanan karışımlar 900, 950 ve 1000 °C'de 30 dakika süre ile sinterlenmiştir. Sinterleme sıcaklığının ve CRT oranının malzeme özelliklerine etkileri, faz analizi (XRD), mikro yapı (SEM), gözeneklilik, mekanik özellikler (eğilme ve basınç testi), su geçirgenliği ve malzemenin çözünürlüğü açısından incelenmiştir. Sinterleme sıcaklığı ve CRT oranı, camsı fazın mikro yapı içerisinde homojen olarak dağılması üzerinde etkilidir. Kalsine kaolin ile elde edilen gözenekli malzeme yüksek performansa sahiptir. %20 CRT ilavesiyle 950 °C'de üretilen numune; %42.64 gözeneklilik, 15.45 MPa eğilme mukavemeti, 40.38 MPa basınç mukavemeti ve 20 µm ortalama gözenek boyutuna sahiptir. Bu malzemenin su geçirgenliği 4598 L/m2●s●bar olarak belirlenmiştir. Malzemenin kurşun çözünürlüğü 1.129 mg/L gibi düşük değerdedir. SEM incelemesi bu malzemede birbiriyle bağlantılı homojen porozite elde edildiğini göstermektedir. Bu tip mikro yapının, kapiler seramik altlık olarak büyük potansiyele sahip olduğuna inanılmaktadır.

In this thesis, the production of high porous capillary ceramic substrate by separately mixing calcined kaolin and natural kaolin raw material with ground Cathode Ray Tube (CRT) glass was investigated. The mixtures prepared by adding 10%, 20% and 30% by weight CRT glass powders to kaolin materials were sintered at 900, 950 and 1000 °C for 30 minutes. The effects of sintering temperature and CRT ratio on material properties were investigated in terms of phase analysis (XRD), microstructure (SEM), porosity, mechanical properties (bending and compression test), water permeability and solubility of the material. The sintering temperature and the CRT ratio are effective on the homogeneous dispersion of the glassy phase in the microstructure. The porous material obtained with calcined kaolin has high performance. The sample produced at 950 °C with the addition of 20% CRT; It has a porosity of 42.64%, a bending strength of 15.45 MPa, a compressive strength of 40.38 MPa and an average pore size of 20 µm. The water permeability of this material has been determined as 4598 L/m2●s●bar. The lead solubility of the material is as low as 1.129 mg/L. SEM examination shows that homogeneous porosity associated with each other is obtained in this material. This type of microstructure is believed to have great potential as a capillary ceramic substrate.