Dizel partikül filtre (DPF) üretimine yönelik Si3N4 esaslı malzeme geliştirilmesi

Abstract

Dizel partikül filtrelerden artan beklentileri karşılayabilmek için yapılan çalışmalar; yeni malzeme arayışı ve filtre yapısının değiştirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Yapılan tez çalışması ile ticari seramik dizel partikül filtrelerin alternatifi olabilecek Si₃N₄'ün üretimi, yapı-özellik-performans ilişkisi göz önünde tutularak araştırılmıştır. Bu nedenle, farklı iç yapıya sahip gözenekli Si₃N₄ malzemeler üretilmiş, malzemelerin basınç kaybı, geçirgenlik ve partikül tutma davranışları incelenmiştir. Yapılan çalışmalar dizel partikül filtrelerin performans özelliklerinin malzemenin gözenek hacminden daha çok gözenek boyutu ve içyapısından etkilendiğini ortaya koymuştur. Tez çalışmasında üretilen, geleneksel içyapıdaki Si₃N₄ malzemelerde k1 geçirgenlik değeri 7.9x10-14 m² iken, büyük ve eş eksenli tanelerden oluşan yapı ile geçirgenlik 20.4x10-14 m² değerine yükseltilmiştir. Geleneksel yapıdaki Si₃N₄ malzemeler düşük geçirgenliklerine karşın, yüksek partikül filtreleme kabiliyeti göstermiştir. Bu özellik sayesinde Si₃N₄'ün filtre malzemesi yanında, membran kaplama dizel partikül filtrelerde kaplama malzemesi olarak da kullanılabileceği tez çalışması ile gösterilmiştir.