Bor karbür(B4C) aşırı sertliği, düşük yoğunluğu, yüksek erime noktası, kimyasal maddelere karşı yüksek direnci, yüksek korozyon ve oksidasyon direnci sayesinde ekstrem koşullarda yüksek performans gerektiren birçok uygulamada kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanları vücut ve araç zırhı, aşındırıcı toz, nükleer ve havacılık uygulamalarıdır. Endüstriyel B4C üretimi karbotermik redüksiyon ile gerçekleştirilmektedir. Başlangıç malzemelerin yüksek sıcaklıkta reaksiyonu, magneziyotermik indirgeme ve sol-jel diğer önemli B4C üretim yöntemlerini oluşturmaktadır. Son yıllarda sol-gel ile üretilen polimerik öncüllerin kullanımı ile B4C üretimine ilgi, sol-gel yönteminin başlangıç hammaddelerinin moleküler düzeyde homojen karışım imkânı ve düşük sıcaklıkta B4C sentezi gibi avantajlardan dolayı artmıştır. Bu çalışmada, ucuz, ulaşılabilir endüstriyel malzemeler kullanılarak sol-gel ile üretilen polimerik öncül maddelerden bor karbür (B4C) üretimi incelenmiştir. B4C üretimine PVA:BA oranının (52:25, 13:25, 3.25:25), reaksiyon sıcaklığının (1300-1500 °C) ve etilen glikol (EG) miktarının (0-0.5 mol) etkisi incelenmiştir. En yüksek B4C dönüşümünün kütlece 13:25 PVA:H3BO3 oranında hazırlanan öncülün ısıl işlemi ile elde edildiği belirlenmiştir. Sıcaklık artışı partiküllerdeki B4C dönüşümünü arttırmış ve en yüksek B4C dönüşümü kütlece 13:25 PVA:H3BO3 oranında 1500 °C sıcaklık 10 saat reaksiyon süresi şartlarında gerçekleşmiştir. EG miktarının artışının B4C dönüşümüne olumlu etki yaptığı ve en yüksek B4C dönüşümünün artışının 0,25 M EG eklentisinde gerçekleştiği belirlenmiştir. Sol-gel ile hazırlanan polimerik öncül maddelerin karakterizasyonunda FT-IR, nihai ürünlerin karakterizasyonunda ise XRD ve SEM kullanılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Sol-gel, bor karbür, karbotermik redüksiyon, etilen glikol, PVA
|
