İleri Teknoloji Seramikleri

İleri Teknoloji Seramiklerinden Örnekler: endoscopic components Porous hydroxyapatite bioceramic Seramik süzgeçler ZrO2 bıçak Silisyum Nitrür

GÜNÜMÜZDE İ.T.S’LERİNİN KULLANIM ARTIŞINDAKİ BAŞLICA NEDENLER: 1-Yüksek sıcaklıklara dayanıklılık 2-Kimyasal kararlılığın yüksek olması 3-Çok sert olmaları 4- Metallerden hafif olmaları( %40 ) 5-Aşınmaya karşı yüksek dirençli olmaları 6-Oksitlenmeye karşı dirençlerinin yüksek olması 7-Sürtünme katsayılarının düşük olması. 8-Basma kuvvetlerinin çok yüksek olması 9-Yüksek sıcaklıklarda korozyon dirençlerinin iyi olması. Dezavantajları ; Yeterli tokluk düzeyine sahip olmamaları, pahalı olmaları

ALÜMİNA ÜRETİMİ 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O AlO(OH) + H2O + NaOH → NaAl(OH)4 Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4 Except for SiO2, the other components of bauxite do not dissolve in base. Upon filtering the basic mixture, Fe2O3 is removed. When the Bayer liquor is cooled, Al(OH)3 precipitates, leaving the silicates in solution. NaAl(OH)4 → NaOH + Al(OH)3 The solid Al(OH)3 Gibbsite is then calcined (heated strongly) to give aluminium oxide:[5] 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O

SİLİSYUM KARBÜR (SİC) Silisyum karbür: fırın plaka ve refrakter malzemelerin yapımında, elektrik dirençli ısıtıcı elementler, aşındırıcılarda, ısı motorlarında yüksek oranda gerilmeye maruz kalan parçaların yapımında kullanılmaktadır Ticari olarak büyük miktarlarda Acheson prosesiyle sentezlenmektedir. Acheson prosesi ; SiO2 kumunun - kok (C) ile reaksiyonu esasına dayanır. SiO2 + 3C SiC + 2CO

SiC’ün Özellikleri SiC, yüksek sertliğe, yüksek aşındırıcı ve yüksek sıcaklık dayanımı gibi özelliklere sahip bir malzemedir. 1500oC’ta kadar iyi oksidasyon, yüksek aşınma ve korozyon direncine sahiptir. Yüksek ısıl iletkenlik ve düşük termal genleşme, malzemenin termal şoka karşı olan direncini açıklamaktadır. SiC, asitler, alkaliler ve hatta nitrik asit ile altın suyu gibi birçok kimyasal maddeye karşı dayanıklıdır. SiC’ün Kullanım Alanları SiC üç temel uygulamaya sahiptir. Bunlar; ⇨ Aşındırıcı olarak ⇨ Deoksidasyon ve alaşım malzemesi olarak ⇨ Refrakter malzemesi olarak genellikle çubuk ve tüp şeklindeki ürünler olarak elektrikli fırınlarda kullanılabiliriler. ⇨ Dökme demirin erimesi sırasında SiC ilavesi karbürizasyon ve silikanizasyona yardım eder. Aynı zamanda çekirdeklendirici görevini görerek dökme demirin kalitesini de arttırır.

Zirkonya (ZrO2) Ergime sıcaklığının yüksek olması, Asidik kimyasal maddelere, curufa ve cam’a karşı direncinin yüksek olması, Aşınmaya karşı dayanıklı olması, Düşük termal genleşme katsayısına sahip olması (termal şoka dayanıklı olması) Yüksek sıcaklıkta iyonik iletkenliğe sahip Zirkonyanın,yukarıda sıralanan özelliklerine bağlı olarak günümüz ileri teknolojisinde geniş bir kullanım alanı mevcuttur. Bunlardan başlıcaları; -Refrakter malzeme olarak, -, -İzolasyon malzemesi olarak, -Abrasif olarak kesici aletlerin üretiminde, -Ekstürüzyon kalıplarında ve aşınmaya dayanıklı makine parçalarında, -Oksitlenmeye karşı ve termal bariyer amacıyla yapılan seramik kaplamada, -Piezoelektrik ve elektrooptik devrelerde,kapasitörlerde, -Katı elektrolit olarak,oksijen sensör imalinde, -Dizel ve ısı motorlarında, türbin kanatlarında, -Kübik yapıdaki zirkonyanın ilginç bir uygulaması da sentetik kıymetli taşlar üretimidir.Kübik-zro2, elmasa çok benzer ve mücevhercilikte elmasın yerine kullanılır.

Zirkonya Üretim

Dönüşüm Toklaşması (Transformation Toughening): Mühendislik uygulamaları için bir seramik malzeme seçiminde iki önemli kriter söz konusudur: kırılma mukavemeti ve tokluk. Tokluk genel olarak: çatlak ilerlemesi esnasında absorbe edilen enerjinin bir ölçüsü olarak tanımlanır. Normalde sünek kristalin malzemeler, plastik deformasyon göstererek tokluklarını artırırlar. Seramikler gibi gevrek malzemeler ise, oda sıcaklığında deforme edilemediklerinden; tokluğu artırmak için seramik matrikslere fiber takviyesi ve dönüşüm toklaşması gibi diğer enerji absorblayıcı mekanizmalara ihtiyaç duyulur. Dönüşüm toklaşması: bir malzemede mevcut çatlakları ilerleten itici gücü azaltan ve gerilmenin neden olduğu bir faz dönüşümü esasına dayanan bir prosestir. Bu enerji absorblayıcı proses, bir çeşit plastik deformasyon olarak düşünülebilir. Zira uygulanan yüke karşı bir şekil değişimi söz konusudur. Bugün için dönüşüm toklaşmasının başarıyla uygulandığı tek malzeme, ZrO2’dır. ZrO2’da t-m faz dönüşümüyle üretilen hacim değişikliği ve kayma genlemesi, çatlak ilerlemesini engelleyerek malzemenin kırılmaya direncini artırmaktadır.

BOR KARBÜR (B4C) olarak kullanılır.. Bor karbür yüksek ergime sıcaklığı , yüksek sertlik, düşük yoğunluk ( 2.4 gr/cm3) , kimyasal maddelere karşı üstün direnç, yüksek nötron absorblama ve üstün mekanik özellikleri nedeniyle günümüzde ileri teknolojinin önemli bir malzemesidir. Bor karbürün yüksek sertlik ve düşük yoğunluk özelliklerine sahip olduğu için, mukavemet / yoğunluk oranı yüksek olan en ideal hafif zırh malzemesidir. Nükleer enerji santrallerinde radyasyondan korunma amaçlı yakıt yükleme çubuğu olarak kullanılır.. Elektriksel amaçlı kullanımı ise 2200 oC ye kadar güvenilir bir şekilde sıcaklık ölçümü yapabilen B4C-C termakapullardır. Günümüzde ekonomik olarak bor karbür toz üretimi borik asitten hareketle yapılmaktadır. Hammadde olarak borik asit- petrol koku karışımının kullanılması durumunda grafit dirençli fırın kullanılmaktadır. 2B2O3 + 7C B4C + 6 CO Sonuçta elektrod çevresinde yüksek yoğunlukta bor karbür oluşumu gerçekleştirilir

BOR NİTRÜR ( BN) Yüksek sıcaklık uygulamalarında katı yağlayıcı, pota ve kalıp malzemesi, elektronik seramiklerde elektriksel yalıtkan ve yarı iletken üretiminde kullanılması Nükleer reaktörlerde kontrol çubukları, radyasyon önleyici paneler, roketlerin yanma odasında kullanımı

Ticari önemi olan bor mineralleri ve bulunduğu yerler MİNERAL ADI KİMYASAL FORMÜLÜ B2O3 % BULUNDUĞU ÜLKELER TİNKAL Na2B4O7. 10H2O 36, 5 Türkiye-ABD-Arjantin KERNİT Na2B4O7. 4H2O 51, 0 ABD-Arjantin KOLEMANİT Ca2B6O11. 5H2O 50, 8 Türkiye-ABD-Meksika ÜLEKSİT NaCaB5O9. 8H2O 43, 0 Türkiye-ABD PROBERTİT NaCaB5O9. 5H2O 49, 6 ABD SZAYBELİT MgBO2 (OH) 41, 4 Kazakistan-Çin PANDERMİT Ca4B10O19. 7H2O 49, 8 Türkiye DATOLİT Ca2B4Si2O12. 2H2O 26, 7 Kazakistan-Rusya SASOLİT(Doğal B. Asit) H3BO3. 56, 3 İtalya GÖL SULARI ERİMİŞ TUZLAR ABD-Şili-Bolivya

Dünya Bor Rezervleri ve Rezerv Ömrü ÜLKE TOPLAM REZERV x103Ton B2O3 ORANI % REZERV ÖMRÜ (YIL) TÜRKİYE 803.000 63 514 ABD 209.000 16.4 134 RUSYA 136.000 10.7 87 ŞİLİ 41.000 3.2 26 ÇİN 36.000 2.8 23 PERU 22.000 1.7 14 ARJANTİN 9.000 0.7 6 BOLİVYA 19.000 1.5 12 TOPLAM 1.275.000 100

HAM VE RAFİNE BOR KURULU KAPASİTELERİMİZ İŞLETME ÜRÜN KURULU KAPASİTE HAM BOR RAFİNE BOR Bin Ton/Yıl KIRKA Tinkal Konsantre 800 Boraks Pentahidrat 320 Boraks Dekahidrat 17 Susuz Boraks 60 BANDIRMA Boraks Deka+Penta Hidrat 55 Borik Asit 85 Sodyum Perborat 20 BİGADİÇ Konsantre Kolemanit 200 Konsantre Üleksit EMET 500 KESTELEK 100 TOPLAM 1 800 557

Cevherin yapısındaki kil bileşiklerinden arındırılması için uygulanan cevher zenginleştirme işlemi ile elde edilen ürün ham bordur Ham borun fiziksel ve kimyasal işlemlerden geçirilmesiyle rafine bor ürünleri elde edilir. Özel bor ürünleri ise ham bor veya rafine bor ürünlerinden elde edilir.

KULLANIM ALANI KULLANIM YERLERİ Askeri & Zırhlı Araçlar Zırh Plakalar, Seramik Plakalar, Ateşli Silah Namluları vb. Cam Sanayi Borosilikat Camlar, Laboratuar Camları, Uçak Camları, Borcam, Pyrex, İzole Cam Elyafı, Tekstil Cam Elyafı, Optik Lifler, Cam Seramikleri, Şişe, diğer Düz Camlar, Otomotiv Camları vb. Elektronik ve Bilgisayar Sanayi Mikro Chipler, LCD Ekranları, CD-Sürücüleri, Akım Levhaları, Bilgisayar Ağlarında; Isıya-Aşınmaya Dayanıklı Fiber Optik Kablolar, Yarı İletkenler, Vakum Tüpler, Dieletrik Malzemeler, Elektrik Kondansatörleri, Kapasitörler, Gecikmeli Sigortalar, Bataryalar , Laser Printer tonerleri vb Enerji Sektörü Güneş Enerjisinin Depolanması, Güneş Pillerinde Koruyucu olarak, Hücre Yakıtları vb Fotoğrafçılık ve Görüş Sistemleri Kamera ve Mercek Camları, Fotoğraf Makinaları, Dürbünler, Banyo ve Film İmalatları İlaç ve Kozmetik Sanayi Dezenfekte Ediciler, Antiseptikler, Diş Macunları, Lens Solüsyonları, Kolonya, Parfüm, Şampuan vb İletişim Araçlarında Cep Telefonları, Modemler, Televizyonlar vb. İnşaat-Çimento Sektöründe Mukavemet Artırıcı ve İzolasyon Amaçlı olarak Kağıt Sanayi Beyazlatıcı Olarak

Kauçuk ve Plastik Sanayi Naylon vb Plastik Malzemeler vb. Kimya Sanayi Bazı Kimyasalların İndirgenmesi, Elektrolitik İşlemler, Flotasyon İlaçları, Banyo Çözeltileri, Katalistler, Atık Temizleme Amaçlı olarak, Petrol Boyaları, Yanmayan ve Erimeyen Boyalar, Tekstil Boyaları, Yapıştırıcılar, Soğutucu Kimyasallar, Korozyon Önleyiciler, Mürekkep, Pasta ve Cilalar, Kibrit, Kireçlenme Önleyicileri, Dezenfektan Sıvılar, Sabun, Toz Deterjanlar, Toz Beyazlatıcılar, Parlatıcılar Mumyalama vb Koruyucu Ahşap Malzemeler ve Ağaçlarda Koruyucu olarak, Boya ve Vernik Kurutucularında vb. Makine Sanayii Manyetik Cihazlar, Zımpara ve Aşındırıcılar Kompozit Malzemeler, vb. Metalürji Kaplama Sanayiinde Elektrolit Olarak, Paslanmaz ve Alaşımlı Çelik, Sürtünmeye-Aşınmaya Karşı Dayanıklı Malzemeler, Kaynak Elektrotları, Metalurjik Flaks, Refrakterler, Briket Malzemeleri, Lehimleme, Döküm Malzemelerinde Katkı Maddesi olarak, Kesiciler Kompozit Malzemeler, Zımpara ve Aşındırıcılar vb. Nükleer Sanayi Reaktör Aksamları, Nötron Emiciler, Reaktör Kontrol Çubukları, Nükleer Kazalarda Güvenlik Amaçlı ve Nükleer Atık Depolayıcı olarak, Otomobil Sanayi Hava Yastıklarında, Hidroliklerde, Plastik Aksamda, Yağlarda ve Metal Aksamlarda, Isı ve Ses Yalıtımı Sağlamak Amacıyla, Antifrizler vb Patlayıcı Maddeler Fişek vb. Seramik Sanayi Emaye, Sır, Fayans, Porselen Boyaları vb Spor Malzemeleri Kayak Aksamları, Tenis Raketleri, Balık Oltaları, Golf Sopaları, Darbe Koruyucular vb. Tarım Sektörü Biyolojik Gelişim ve Kontrol Kimyasalları, Gübreler, Böcek-Bitki Öldürücüler, Yabani Otlar vb. Tekstil Sektörü Isıya Dayanıklı Kumaşlar, Yanmayı Geciktirici ve Önleyici Selülozik Malzemeler, İzolasyon Malzemeleri, Tekstil Boyaları Deri Renklendiricileri, Suni İpek Parlatma Malzemeleri, vb. Tıp Ostreopoz Tedavilerinde, Alerjik Hastalıklarda, Psikiyatride, Kemik Gelişiminde ve Artiritte, Menopoz Tedavisinde BNTC Terapi Yöntemiyle Beyin Kanserlerinin Tedavisinde, Manyetik Rezonans Görüntüleme Cihazlarında vb Uzay ve Havacılık Sanayii Sürtünmeye-Aşınmaya ve Isıya Dayanıklı Malzemeler, Roket Yakıtı, Uydular, Uçaklar, Helikopterler, Zeplinler, Balonlar vb

YENİ BİR ENERJİ HAMMADDESİ) (SODYUM BOR HİDRÜR ) Millenium Cell şirketi Sodyum bor hidrür solüsyonundan “ Hydrojen on Demand TM “ ( Talep kadar hidrojen -talep üzerine hidrojen) sistemini kullanarak hidrojen üretmektedir. NaBH4 +2H2O ----Katalizör 4H2 +Na BO2 şeklindedir.

ANADOLUDA BOR TARİHİ 1865 ilk bor madenleri Balıkesir( Karaki) ilinin Susurluk( Fırt) ilçesinde bir Fransız şirketi tarafından işletilmiştir. 1883 yılında Madenin alçıtaşı olmayıp boraks madeni olduğu 17 yıl sonra anlaşılmıştır. Abdülhamit ihracını yasaklamıştır. 1887 yılında hazinede para kalmadığı gerekçesiyle 60 bin lira karşılığında yılda 19 bin ton bor ihracat izni daha sonra “ Borax Consolidated Limited” şirketine dönüştürülen İngiliz- İtalyan “ Cove Hanson” ortak şirketine verilmiştir. 1935 tarihinde maden aramaları yapmak üzere MTA ve Madencilik , Enerji üretimi ve Dağıtımı alanlarında faaliyet göstermek üzere Etibank kurulmuştur.

1961 yılında DPT tarafından bor rafinerisi kurulması planlanmıştır 1961 yılında DPT tarafından bor rafinerisi kurulması planlanmıştır. Ancak bor konusunda söz sahibi ülkeler Türkiye’ye bu alanda teknoloji transferine ve tesis kurma girişimine yanaşmamışlardır 1964 yılında Ham bor cevheri karşılığı bir Polonya şirketi Bandırma da 20.000 ton/yıl Boraks ile 6.000 ton/yıl kapasiteli Borik asit tesislerini kurmuşlardır. 1978 Bor madenlerinin Devlet tarafından aranması ve işletilmesine, eski Bor maden ruhsatlarının da Devlete devredilmesine karar verilmiş.

1980 tarihinde Bakanlar Kurulu Kararı ile önceki devletleştirme kararları yürürlükten kaldırılmaya ve ruhsat sahaları eski sahiplerine devredilmeye çalışılmıştır. 1981 Danıştay kararı iptal etmiştir. 1983 yılında çıkartılan 2840 sayılı yasada” Bor tuzları, uranyum ve toryum madenlerinin aranması ve işletilmesi devlet eliyle yapılır .

sonuç Borun teknolojideki önemi her geçen gün artmaktadır. Bor uç ürünlerinin elde edilerek katma değer yaratılması için sanayi, yatırım politikalarının planlanması ve bir bor politikasının ısrarlı ve istikrarlı uygulanması gereklidir. Bunun için Ar-ge , yatırım, yatırım sonrası politikalar, eğitim gereklidir. Sorunun çözümüne eğitim ile başlamamız gerekir. Boru bilen, kaliteli beyin yaratmak herşey den önce gelir. Zenginliğimizi satarak en kolay yolu seçmek değil, akılcı bir üretimle en yüksek değere ulaşmak temel amaç olmalıdır.