BAS cam-seramik sırlar için BaO-Al2O3 değişimlerinin etkisinin araştırılması: Termal, faz, mikroyapı ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Fahriye Altındal, Ümit Engin Anıl, Süleyman Önder Varışlı, Bünyamin Öztürk
Bu çalışmada, barium alüminosilikat (BAS) cam-seramik sırlarının barium oksit (BaO) ve alüminyum oksit (Al2O3) miktarlarındaki değişimin faz dönüşümü, termal davranışı, mikroyapısı ve yüzey özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Diferensiyal termal analiz (DTA) sonucuna göre ilk kristalleşme 800 °C'de gerçekleşmekte ve celsian oluşumunu işaret etmektedir. Kristallenme sıcaklığı Al2O3 içeriği arttıkça artmıştır. Karakteristik sıcaklık ve yüksek termal viskozite davranışı ısı mikroskobu analizi ve Vogel-Fulcher-Tammann (VFT) denklemi ile incelenmiştir. X-ışını kırınımı (XRD) analizlerine göre kompozisyondaki Al2O3 yerine BaO kullanılmasıyla celsian (Ba0.8Al1.6Si2.4O8) fazının oluşmasını sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca Al2O3 içeriğinin artması korundum (α-Al2O3) fazını teşvik etmiştir. Cam ve kristalin faz miktarı, Rietveld yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM) ile dikdörtgen ve şerit şeklinde celsian kristalleri, şekilsiz korundum kristalleri ve gözenekli mikroyapı gözlemlenmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ve yüzeylerin yükseklik dağılımı, 3D topografik haritalama ile incelenmiş ve ISO 4287'ye göre belirlenmiştir. En yüksek BaO içeren R1 numunesi 190 µm’luk düşük piklere ve 80 µm'lik vadilerle sahipken en yüksek Al2O3 içeren R5 numunesi ise 252,7 µm'lik yüksek piklere ve 150 µm'lik derin vadilere sahiptir. Daha ince celsian kristalleri ve en düşük yüzey pürüzlülüğü, yüzeyin temizlenebilirliğini sağlamış ve ISO 10545-14'e göre Sınıf 5'e sahip olmuştur. Al2O3 içeriği %30 ağ. ve üzerine çıktığında, temizlenebilirlik zayıflamaya başlamış ve Sınıf 1 ve Sınıf 2'ye yol açmıştır. Yüzey, Al2O3 içeriğinin artması ile opak hâle gelmiştir.
