1- DENEYİN AMACI: Seramik
malzemelerin özelliklerini belirlemede kullanılan testler hakkında bilgi sahibi
olmak.
2- TEORİK BİLGİ:
Yoğunluk Testi: Bu test seramik malzemelerin gözeneksiz
yoğunluğunu belirlemede kullanılır. Bunun
için ilk önce malzemenin havadaki ağırlığı (Ghava) ölçülür. Sonra su
içine konulur. 100 0C’de 2 saat boyunca kaynatılır ve sudaki
ağırlığı (Gsuda) ölçülür. En son olarak da sudan çıkarılıp yaş
ağırlığı (Gyaş) ölçülür. Seramik malzemelerden
geometrisi düzgün deney örnekleri çıkarmak çok zordur, ama çıkarılabilirse
düzgün olan test örnekler kullanılırsa yoğunluk d=Gh / V formülüyle tek
tartımla yapılabilir ve hesaplanır. Ancak diğer özellikler için su içinde
tartıma yine de gerek vardır. Uygulamada sık sık gerçek porozite yerine görünür
porozite değeri istenmektedir.
Top
Testi:
Bu test refrakter tuğla harcının dökülebilmesi için uygun kıvama gelip
gelmediğini öğrenmek için yapılır. Harc hazırlandıktan testte üç aşama vardır.
Bunlar;
- Harc el yardımıyla top haline getirildiğinde su
çıkmamalı,
- Top halindeyken hava atılıp tutulduğunda,
dağılmamalı,
- Avuç içinde sıkıldığında parmak aralarından çıkan
kısımları çatlama göstermemeli.
Hazırlanan harc bu özelliği gösteriyorsa tuğla
haline dönüştürmek için, kalıplara dökümü yapılabilir. Harcı hazırlarken ilave
edilen su bu kriterleri sağlayacak şekilde eklenir.
Karbonat bileşiminin
kontrolü: Seramik
malzemelerin içinde yabancı maddelerin ve boşlukların olup olmadığını
belirlemek için bu test uygulanır. Bunun için %50’lik HCl çözeltisi içinde
seramik malzeme kaynatılır. Eğer ki seramik malzemenin içinde HCl ile tepkime
verebilen madde varsa seramik malzeme zamanla kaybolur. Sinterlenmiş
seramiklerde böyle bir durum gözlenmez.
Diferansiyel Termik
Analiz (DTA): Bu yöntem seramiklerin içindeki minerallerin
değişik sıcaklıklarda gösterdiği ısıveren ve ısıalan reaksiyonları saptamak,
pik yüksekliğinden veya pik eğrisi altında kalan alanlardan minerallerin
miktarlarını tayin etmek için kullanılır. Diferansiyel termik analiz (DTA)
yöntemi, seramik hammaddelerin, cevherlerin ve pek çok mineralin
incelenmesinde, bunların tanınmasında ve mineral madde oranlarının
belirlenmesinde çok etkin rol oynar. Bu maddeler ısıtıldığı zaman, yapıda
bulunan rutubet suyu, kristal bağlı su, karbonatlar, sülfatlar, süfrürler,
fosfürler ve benzeri maddeler parçalanır veya yanarlar. Bu reaksiyonlar
sırasında ısı açığa çıkar (ekzotermik) ya da çevreden ısı alınır(endotermik).
Diferansiyel termik analiz cihazı ısıveren ve ısıalan reaksiyonların hangi
sıcaklıkta ve ne şiddette olduğunu verir. Reaksiyon sıcaklığı ve eğri tipi
parçalanan veya yanan maddenin türünü verir. Eğri altında kalan alandan veya
pikin yüksekliğinden, reaksiyona giren maddenin miktarı tayin edilir. Termo
element çiftinde farklı iki metal vardır ve birleştirilmiş uç ısıtıldığı zaman,
serbest uçlar arasında mili volt mertebesinde gerilim meydana gelir. DTA
cihazında en fazla kullanılan termo element çiftleri bakır - konstantan, kromel
- alümel ve platin -platinrodyum (%10)'dur.
Ultrasonik Yöntem: Bu test yöntemi seramik ve refrakter
malzemelerde özelliklerin belirlenmesi için yapılır. Ultrasonik dalgaları parça
üzerine göndermeye (Verici Prob) veya gönderilen dalgaları algılamaya yarayan
(Alıcı Prob) parçalarına prob denir. Seramiklerin muayenesinde çift problu
ultrasonik cihazlar kullanılır. Bir probdan çıkan ultrasonik dalga diğerine
ulaştığında geçiş zamanı mikro saniye olarak cihaz tarafından saptanır.
3-
NUMUNE TANIMI:
Geometrik olmayan yer
karosu parçası, refrakter tuğla, normal kum, dökülebilir refrakter hammaddesi
4-
KULLANILAN CİHAZ ve DONANIMLAR:
Ultrasonik muayene cihazı, %50’lik HCl çözeltisi,
DTA cihazı, karıştırma kabı, terazi, su kabı
5-
DENEYİN YAPILIŞI:
Yoğunluk
Testi: Geometrik
olmayan yer karosu parçası, önce havada tartıldı, sonra su içine koyularak
tartıldı ve en son olarak sudan çıkarılarak bir daha tartıldı. Yer karosunun
teorik yoğunluğu 2,45043 g/cm3 tür. Fakat biz bu deneyde yer
karosunun gerçek yoğunluğu (özgül ağırlık) bulacağız. Bundan sonrası
hesaplamalar bölümündedir.
Top
Testi: Bu testte, dökülebilir
refrakter harcının iyi hazırlanıp hazırlanmadığını test etmek için, bir kaba üç
bardak refrakter hammaddesi koyuldu ve yavaş yavaş su eklendi. Uygun olduğu
düşünülen harca gerekli testler uygulandı. Bu testler sonucunda harcın
bileşenlerinin uygun miktarlarda eklenip eklenmediğine karar verildi.
Karbonat
bileşiminin kontrolü: Yine
geometrik şekli önemli olmayan yer karosu parçası %50’lik derişik HCl çözeltisi
içine bırakıldı. Deney sürerken yer karosundan, sinterlenmiş olduğu için bir
gaz çıkışı olup olmadığına bakıldı.
Ultrasonik
Yöntem:
Refrakter bir tuğlanın özelliğini belirlemek için ultrasonik cihazdan
yararlanıldı. Proplar arasındaki mesafeler eşit olacak şekilde 10, 70 ve 50
mm’lik kesiklerin olduğu yerlerden ölçüm alındı. Sonuçlar bir grafikle
yorumlandı.
DTA
Yöntemi: Bu
deneyde normal kumun içeriğinin belirlenebilmesi için çalışıldı. DTA cihazının
bir gözüne normal kum diğer gözüne pişirilmiş (referans) kum koyularak cihaz
çalıştırıldı. 400 0C’ye kadar deney sürdürüldü ve bu esnada her 200C’de
bir oluşan gerilim değerleri cihazdan okundu. Alınan bu değerler yardımıyla
sıcaklık – gerilim grafiği çizildi.
6-
HESAPLAMALAR:
Yoğunluk Testi: Teorik
yoğunluk= 2,45043 gr/cm3, G
hava= 8,72 gr, G su=
5 gr, G yaş= 8,92 gr
V=Gyaş- Gsu = 8,92 – 5= 3,92 cm3
Vp= Gyaş –
Ghava = 8,92 – 8,72 = 0,20 cm3
7- SONUÇLAR:
Yoğunluk testi: Deneyin yapılışında elde
edilen sonuçlar doğrultusunda yer karosunun özgül ağırlığının teorik
yoğunluktan farklı olarak 2,344 g/cm3 olarak hesaplandı. Bunun
nedeni ise yer karosunun içinde gözeneklerin bulunmasıdır. Ayrıca % porozite
miktarı da %5,102 olarak hesaplandı.
Top Testi: Deney sonucunda istenen
üç özelliğe uygun bir refrakter harcı elde edildi. Kalıba dökülerek kurumaya
bırakıldı. Kuruduktan sonra eğme deneyine tabi tutulacaktır.
Karbonat bileşiminin kontrolü: Bu deneyin sonucunda, yer karosu sinterlenmiş
olduğu için herhangi bir gaz çıkışı gözlenmedi.
Ultrasonik Yöntem: Deneyde elde edilen
değerler doğrultusunda yandaki grafik çizildi. Grafikten de görüleceği gibi
çatlak boyu arttıkça ses dalgalarının bir probtan diğer proba geçiş süresi
artmaktadır. Yani ultrasonik hızla mukavemet doğru orantılı olarak artar.
Şekil 1: Süre-Çatlak boyu
grafiği
Sıcaklık
|
Gerilim
|
40
|
193,6
|
80
|
185,0
|
100
|
185,2
|
120
|
194,0
|
140
|
190,8
|
160
|
189,0
|
180
|
188,2
|
200
|
187,6
|
220
|
187,5
|
240
|
187,4
|
260
|
186,4
|
280
|
186,3
|
300
|
187,6
|
320
|
187,7
|
340
|
187,8
|
360
|
188,6
|
380
|
189,4
|
400
|
190,0
|
420
|
190,0
|
DTA yöntemi: Deney verileri yardımıyla
aşağıdaki grafik çizildi. Grafikten de anlaşılacağı üzere iki adet pik
bulunmaktadır. İlk pikin oluşmasının nedeni fiziksel bağlı suyun ortamdan
uzaklaşmasıdır. İkinci pikin oluşmasının nedeni olarak da kimyasal bağlı suyun
ortamdan uzaklaşması gösterilebilir.
Şekil 2:
Sıcaklık-Gerilim grafiği
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder