SiAlON seramiklerinde ısıl iletkenliğin incelenmesi

Abstract

SiAlON seramikleri yüksek mekanik ve kimyasal özellikler avantajına sahiptirler ve bu özelliklerini yüksek sıcaklıklarda da korumaktadırlar. Ancak sahip oldukları karmaşık kristal yapı nedeniyle kısmen düşük termal iletkenliğe sahiptirler. Bu nedenle SiAlON seramikleri iletkenliği düşük malzemeler olarak kabul edilmiş ve iletkenlik davranışını etkileyen parametreler daha önce detaylı olarak incelenmemiştir. Bu doktora tezinin temel amacı, SiAlON seramiklerinin mühendislik amaçlı uygulamaları için önem teşkil eden termal iletkenlik davranışının incelenmesidir. Bu amaçla SiAlON seramiklerinde kompozisyon değişimi, tane sınır fazı, mikroyapı, ikinci faz ilavesi ve katı çözünürlük oranı değişiminin etkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak en etkili parametrelerin, kompozisyon değişimi ve sistemdeki oksijen miktarı olduğu görülmüştür. Seçilen bir a-SiAlON sistemi üzerinde yürütülen modellerme çalışmasında da, gerçek mikroyapı üzerinde uygulanan sonlu elemanlar analizi çözümü ile elde edilen iletkenlik değeri ve deneysel olarak elde edilen termal iletkenlik değerinin uyumluluğu gösterilmiştir. Bu sonucun, bir SiAlON seramiğinin mikroyapısına bakılarak, o sistemden elde edilebilecek iletkenliğin belirlenmesinde yada arzu edilen bir iletkenlik değeri için malzeme tasarımında önemli olacağı düşünülmektedir.