Katı oksit yakıt hücrelerinde elektrolit malzemesi olarak kullanılan kübik zirkonyum oksitin (c-ZrO2) değişik oranlarda metal oksit katkıları ile oda sıcaklığındaki mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2007

Öğrenci: TUĞBA BOYACIOĞLU

Danışman: SÜLEYMAN TEKELİ

Özet:

Bu çalışmada, değişik oranlarda SiO2 ve TiO2 katkılarının kübik zirkonyanın (c-ZrO2) mikroyapısı ve oda sıcaklığındaki mekanik özellikleri üzerine etkisi araştırıldı. Ağırlıkça %10 oranına kadar SiO2 ve TiO2 katkılı c-ZrO2 numuneler 1450 oC'de basınçsız sinterlenerek üretildi. XRD sonuçları TiO2 ilavesinin % 5'in altında olduğu durumlarda numunelerin tamamen kübik fazda olduğunu, fakat TiO2 ilavesinin % 5'in üzerinde olması durumunda ise kübik yapının dengesizleştiği ve tetrogonal zirkonyaya dönüştüğünü gösterdi. Ayrıca kübik matris içerisindeki tetragonal faz TiO2 miktarındaki artışa bağlı olarak artmıştır. SiO2 ilavesi kristal yapıda bir değişim meydana getirmemiştir. Ayrıca SiO2 ile c-ZrO2 arasında hiçbir reaksiyon fazı da gözlenmemiştir. Oda sıcaklığı mekanik özelliklerinden sertlik, kırılma tokluğu ve eğilme mukavemeti değerlerinin bu katkılardan nasıl etkilendiği gözlendi. Sertlik değerlerinde SiO2'nin ilavesiyle azalma gözlenirken, TiO2'nin artan oranlarda ilavesi sertliği etkilememiş ve 12 GPa civarında elde edilmiştir. Artan oranlarda SiO2 ve TiO2 katkısıyla Vickers sertlik ölçme tekniği ile belirlenen kırılma tokluğu değerlerinde artış gözlenmiştir. Katkısız c-ZrO2'nın kırılma tokluk değeri 1,5 MPa.m1/2 iken %10 SiO2 katkılı numunenin kırılma tokluğu 3,64 MPa.m1/2 ve %10 TiO2 katkılı c-ZrO2 3,3 MPa.m1/2 olarak elde edilmiştir. Diğer bir çalışmada da SiO2 katkısının eğilme mukavemetini önemli oranda etkilemediği gösterildi. Ancak TiO2'nin ilavesinin eğilme mukavemetini artırdığı ve TiO2 katkısındaki artışla eğilme mukavemetinin arttığı ve 275 MPa'dan 375 MPa'a çıktığı gözlenmiştir.

izmir gundem komik videolar cizgi film izle cizgi film 3d oyunlar oyunlar