arıtılmış alüminyum, seramik köpük filtre, gözenekli seramik filtre

alüminyumun arıtılması

1.1 Sinterleme mekanizması üzerine araştırmalar

1.1.1 DSC diferansiyel termal analiz

Şekil 4-1, ölçülen DSC-TG eğrisini göstermektedir. Şekildeki ekzotermik tepe noktaları 146 °C, 570 °C, 663 °C ve 388 °C; endotermik tepe noktaları ise 614 °C ve 1119 °C’dir. 146 °C, poliüretan köpüğün yumuşamaya başladığı sıcaklıktır; 570 °C ise poliüretan köpüğün koklaşarak buharlaştığı sıcaklıktır; 1119 °C'deki endotermik çukur, sinterleme yardımcısı olarak 4wt% CeO₂ ilavesinin, bu sıcaklıkta bulamacın bir sıvı faz üretmesine neden olduğunu göstermektedir; 1388 °C'de, sıvı faz gözenekli seramik filtre katı faz, bu da ekzotermik bir tepe noktasına yol açar. Kordierit üretimindeki en belirgin sorun, dar pişirme aralığıdır. 1300-1400 °C'de kordieritin oluşum hızı çok yavaştır ve sıcaklık 1450 °C'ye ulaştığında kordierit erir ve mullit ile cam gövdeye ayrışır. 4wt% ceO2 ilavesinin sinterleme sıcaklığını etkili bir şekilde düşürdüğü ve sinterleme aralığını genişlettiği görülebilir.

Kordieritin teorik bileşimi 2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂ (Mg₂Al₈Si₁₃) olup, bunun içinde MgO 8, Al₂O₃ ,9 ve SiO₂ ,3'tür. Kvazi-faz içi ikame nedeniyle kimyasal bileşimi genellikle teorik bileşimden farklıdır.

“alüminyumun arıtılması“.

MgO-Al₂O₃-SiO₂ sisteminin faz diyagramı çemberinde kordieritin konumu Şekil 4-2’de gösterilmiştir. Kordieritin erime noktası yaklaşık 1465 °C’dir ve ısıtıldığında homojen bir şekilde erimeyerek mullit ve sıvı faza ayrışmaz. Bu nedenle, kordierit seramik malzemesi çok yüksek sıcaklıklarda kullanılamaz. Kordieritin, düşük sıcaklık kordieriti ve yüksek sıcaklık kordieriti olmak üzere iki homojen çok fazlı çeşidi vardır. Hint taşı olarak da bilinen yüksek sıcaklık kordieriti, altıgen kristal sistemine aittir; düşük sıcaklık kordieriti ise genellikle Dong Qingshi olarak bilinir. Ortorombik sisteme aittir. MgO-Ab2O3-SiO2 sisteminin faz diyagramından da görülebileceği gibi, kordierit sinterleme sıcaklık aralığı çok dardır ve yapay sentezdeki en büyük zorluk, yüksek saflıkta kordierit seramikleri elde etmek için ara fazları (kuvars fazı, spinel fazı) nasıl kontrol edileceğidir.

Şekil 4-3’ten de görülebileceği üzere, CeO₂ ilavesi yapılmamış sinterlenmiş üründe kuvars ve spinel gibi az sayıda ara faz bulunmaktadır; ancak %4 ağırlıkça CeO₂ ilavesinden sonra ara faz içeriği önemli ölçüde azalmakta ve neredeyse tamamen ortadan kalkmaktadır ki bu durum idealdir. Sinterleme etkisi, sinterleme yardımcısı olarak belirli miktarda CeO₃ ilavesinin sinterleme etkisini önemli ölçüde iyileştirebileceğini göstermektedir.