Silica (SiO2) tabanlı cam-seramik malzemelerin kristalleşme kinetiklerinin nano-boyutta moleküler dinamik benzetim yöntemi ile incelenmesi
Seramikler geleneksel ve mühendislik seramikleri olmak üzere iki grupta incelenir. Geleneksel seramiklerin üç yapıtaşı vardır. Bunlar: Kil, silika (SiO2) ve feldspattır. Yapı endüstrisinde kullanılan tuğla ve kiremitler ile elektrik endüstrisinde kullanılan seramikler geleneksel seramiklere örnek verilebilir. Mühendislik seramikler ise, genellikle sentetik hammaddelerden oluşur ve bunlara kil içermeyen seramikler de denir. Cam-seramikler camın kontrollü bir şekilde kristalleşmesi sonucu üretilen çok kristalli malzemelerdir. Kristalleşme, cam (amorf) yapı içindeki en küçük yapıtaşı olan embriyoların oluşumu, daha sonra bu embriyoların bir araya gelerek çekirdekleri oluşturması ve kristal büyümeyi sağlayan birtakım ısıl işlem süreçleri ile sonuçlanır. Tüm bu sürçler sonucunda, silika katkılı cam-seramik malzemeler düşük dielektrik sabitine, yüksek mekaniksel dayanıklılık ve iyi bir termal iletkenlik gösterir ve böylece dielektrik malzemelerin üretimi için yüksek potansiyele sahip malzemeler olarak düşünülmektedir. Amorf fazdan itibaren kristalleşme sürecinde en önemli aşama malzemenin amorf yapısının kararlılığıdır. Amorf katılar termodinamik olarak kararsızdırlar ve bu nedenle uygun koşullarda daha kararlı durumlara geçiş yapmak isterler. Bu geçiş boyunca malzemenin iç dinamiklerini meydana getiren nano boyuttaki parçacıkların yapısal özelliklerini bilmek oldukça önemli hale gelmiştir. Metalik camdaki nano boyuttaki yapıların oluşumu iki adımda meydana gelir. a) sıvı alaşımının soğutulması ile amorf yapının oluşumu b) tavlama (annealing) ile amorf yapının kristalleşme sürecinin tamamlanması. Amorf katıların kristalleşmesinin temel prensibi; tavlama sıcaklığı ve zamanı, ısıtma hızı gibi ısıl işlemler ile kristalleşme kinetiklerinin kontrolüdür. Fakat günümüzdeki deneysel çalışmalar için kullanılan mevcut teknolojik donanımlar, malzemelerin nano-boyutlarda mekanik ve termodinamik özelliklerini belirlemeye yetersiz kalmaktadır. Bununla beraber, aynı durum teorik açıd...
Tamamlandı
19.08.2021
18.08.2023
20554.42
TÜRK LİRASI
Yürütücü
Yükseköğretim Kurumları tarafından destekli bilimsel araştırma projesi