Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi

Berk HASIRCI, (Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
Bahadır AYDIN, (İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Bölümü, İstanbul, Türkiye)
Hüseyin Özkan TOPLAN, (Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
Nil TOPLAN (Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi
0 0
Yıl: 2023 Cilt: 23 Sayı: 6 Sayfa Aralığı: 1507 - 1515 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.35414/akufemubid.1281106 İndeks Tarihi: 04-01-2024

Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi

Öz:
Bu çalışmanın temel amacı, uygulanan ısıl işlem parametrelerinin Li2O-SiO2-CaO-K2O-Al2O3-P2O5 sisteminden döküm yoluyla elde edilen lityum disilikat-wollastonit esaslı cam-seramiklerin kristallenme davranışı, mikroyapısı, fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine olan etkilerini değerlendirmektir. Cam seramik numunelerin faz içeriği ve mikroyapısı, X-ışını difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve EDS analizleri ile karakterize edilmiştir. Numunelerin bulk yoğunlukları Arşimet prensibi ile belirlenirken mekanik özellikler bir Vickers mikrosertlik test cihazı kullanılarak ölçülmüştür. XRD analizleri 850°C’de 5 saat süreyle gerçekleştirilen ısıl işlemler neticesinde lityum disilikat (Li2Si2O5 ) ve wollastonit (CaSiO3 ) fazlarının camların kristalizasyon işleminden sonra yapıda gelişen temel kristal fazlar olduğunu göstermiştir. SEM analizleri ayrıca cam-seramiklerin mikroyapılarının yüzeyden merkeze doğru büyüme eğilimi gösteren çubuksu lityum disilikat ve lamelar wollastonit kristallerinden oluştuğunu ve kristalit boyutunun artan ısıl işlem sıcaklığı ve süreleri ile artma eğiliminde olduğunu ortaya koymuştur. Isıl işlem sıcaklıkları ve sürelerinin artması ayrıca kristalinitenin gelişmesi ile sonuçlanırken, 800°C’de 5 saatlik ısıl işlem parametresinde optimum mekanik özellikler ve yoğunluk değerleri elde edilmiştir.
Anahtar Kelime: Lityum disilikat Wollastonit Cam-seramik Mekanik özellikler Mikroyapı

Effect of Heat-treatment Parameters on Crystallization Behavior and Properties of Lithium Disilicate-Wollastonite Glass-Ceramics

Öz:
The main purpose of this study is to evaluate the effect of heat-treatment parameters on the crystallization behavior, microstructure, physical and mechanical properties of lithium disilicate- wollastonite glass-ceramics obtained by melting method from the Li2O-SiO2-CaO-K2O-Al2O3-P2O5 system. The phase content and microstructure of the glass-ceramic samples were characterized by an X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM), and EDS analysis. The bulk densities of samples were determined via the Archimedes principle, while mechanical properties were measured using a Vickers microhardness tester. XRD analyses showed that lithium disilicate (Li2Si2O5) and wollastonite (CaSiO3) were the main crystalline phases developed in the glass structure after heat treatment at 850°C for 5 hours. SEM analyses also revealed that the microstructure of glass-ceramics consisted of lamellar wollastonite crystals and rod-like lithium disilicate crystals that tended to grow from the surface to the bulk, and the crystallite size increased with increasing heat-treatment temperature and times. Increasing the heat treatment temperatures and durations also resulted in the improvement of crystallinity and optimum mechanical properties and density values were obtained in the heat treatment parameter performed at 800°C for 5 hours.
Anahtar Kelime: Lithium disilicate Wollastonite Glass-ceramic Mechanical properties Microstructure

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Abo-Mosallam, H. A., and Mahdy, E. A., 2019. Crystallization behavior and properties of fluorcanasite–lithium disilicate glasses for potential use in dental application. Ceramics International, 45(17), 21144-21149.
  • Daguano, J. K., Milesi, M. T., Rodas, A. C., Weber, A. F., Sarkis, J. E., Hortellani, M. A. and Zanotto, E. D., 2019. In vitro biocompatibility of new bioactive lithia-silica glass-ceramics. Materials Science and Engineering: C, 94, 117-125.
  • El-Meliegy, E. and Van Noort, R., 2012. Glasses and glass ceramics for medical applications. Springer science and business media, 167-218.
  • Hossain, S. S., Yadav, S., Majumdar, S., Krishnamurthy, S., Pyare, R., and Roy, P. K., 2020. A comparative study of physico-mechanical, bioactivity and hemolysis properties of pseudo-wollastonite and wollastonite glass-ceramic synthesized from solid wastes. Ceramics International, 46(1), 833-843.
  • Höland, W., Apel, E., van‘t Hoen, C., and Rheinberger, V., 2006. Studies of crystal phase formations in high-strength lithium disilicate glass–ceramics. Journal of Non-Crystalline Solids, 352(38-39), 4041-4050.
  • Kraipok, A., Mamanee, T., Ruangsuriya, J., and Leenakul, W., 2021. Investigation of phase formation and mechanical properties of lithium disilicate glass-ceramic doped CeO2. Journal of Non-Crystalline Solids, 561, 120772.
  • Li, D., Li, X. C., Meng, M., Wei, R., He, L., and Zhang, S. F., 2018. Strengthening of a lithium disilicate glass-ceramic by rapid cooling. Ceramics International, 44(10), 11650-11657.
  • Monteiro, R. H., Alves, M. F. R. P., Strecker, K., dos Santos, C., and Elias, C. N., 2022. Effect of preheating and isothermal holding time on the crystallization, densification and properties of a sintered lithium silicate glass-ceramic. Ceramics International, 48(4), 5590-5600.
  • Sun, Y., Ma, L., Cui, J., Feng, L., Zhang, Z., Yang, Y. and Wang, T., 2021. Effects of heat-treatment temperature and holding time on the microstructure and mechanical properties of lithium disilicate glass-ceramics. Journal of Non-Crystalline Solids, 553, 120502.
  • Ye, J., Wen, C., Wu, J., Wen, N., Sa, B., and Zhang, T., 2019. Mechanical and bioactive properties of lithium disilicate glass-ceramic mixtures synthesized by two different methods. Journal of Non-Crystalline Solids, 509, 1-9.
  • Zhao, T., Qin, Y., Zhang, P., Wang, B., and Yang, J. F., 2014. High-performance, reaction sintered lithium disilicate glass–ceramics. Ceramics International, 40(8), 12449-12457.
  • Zhao, T., Li, A. J., Qin, Y., Zhu, J. F., Kong, X. G., and Yang, J. F., 2019. Influence of SiO2 contents on the microstructure and mechanical properties of lithium disilicate glass-ceramics by reaction sintering. Journal of Non-Crystalline Solids, 512, 148-154.
  • Zheng, F., Li, M., Wang, J., Xi, C., Fu, J., Zhen, Q. and Liu, J. L., 2021. Effective utilization of extracted titanium tailing to prepare high performance glass-ceramic and their formation mechanism. Ceramics International, 47(12), 17391-17399.
  • Zheng, X., Wen, G., Song, L., and Huang, X. X., 2008. Effects of P2O5 and heat treatment on crystallization and microstructure in lithium disilicate glass ceramics. Acta Materialia, 56(3), 549-558.
APA HASIRCI B, Aydın B, Toplan H, TOPLAN N (2023). Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. , 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
Chicago HASIRCI BERK,Aydın Bahadır,Toplan Hüseyin özkan,TOPLAN NİL Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. (2023): 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
MLA HASIRCI BERK,Aydın Bahadır,Toplan Hüseyin özkan,TOPLAN NİL Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. , 2023, ss.1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
AMA HASIRCI B,Aydın B,Toplan H,TOPLAN N Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. . 2023; 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
Vancouver HASIRCI B,Aydın B,Toplan H,TOPLAN N Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. . 2023; 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
IEEE HASIRCI B,Aydın B,Toplan H,TOPLAN N "Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi." , ss.1507 - 1515, 2023. 10.35414/akufemubid.1281106
ISNAD HASIRCI, BERK vd. "Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi". (2023), 1507-1515. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1281106
APA HASIRCI B, Aydın B, Toplan H, TOPLAN N (2023). Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(6), 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
Chicago HASIRCI BERK,Aydın Bahadır,Toplan Hüseyin özkan,TOPLAN NİL Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23, no.6 (2023): 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
MLA HASIRCI BERK,Aydın Bahadır,Toplan Hüseyin özkan,TOPLAN NİL Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.23, no.6, 2023, ss.1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
AMA HASIRCI B,Aydın B,Toplan H,TOPLAN N Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023; 23(6): 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
Vancouver HASIRCI B,Aydın B,Toplan H,TOPLAN N Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023; 23(6): 1507 - 1515. 10.35414/akufemubid.1281106
IEEE HASIRCI B,Aydın B,Toplan H,TOPLAN N "Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi." Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23, ss.1507 - 1515, 2023. 10.35414/akufemubid.1281106
ISNAD HASIRCI, BERK vd. "Isıl İşlem Parametrelerinin Lityum Disilikat-Wollastonit Esaslı Cam-Seramiklerin Kristallenme Davranışı ve Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23/6 (2023), 1507-1515. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1281106
Sayfa Oluşturulma Tarihi
09-05-2024 5:12

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları