TR201708039T4 - İnorganik polimerler ile yapılan seramik materyallerin oluşturulması. - Google Patents

Abstract

Termal olarak işlenen killerin alkali aktivasyonu aracılığıyla, inorganik polimerler ile yapılan seramik materyallerin oluşturulmasına yönelik prosedürdür, bu, killerin ısıl işlemine yönelik bir evre, en azından termal olarak işlenen killerin karıştırılmasına yönelik bir evre ve bir aktifleştirme solüsyonu, bir ekstrüzyon oluşturma evresi, bir kürleme evresi ve bir kurutma evresini içerir. Bu prosedürün bir sonucu olarak, oldukça önemli enerji tasarrufları ile elde edilecek geleneksel seramik ürünlerine izin verilerek, yüksek sıcaklıkta ateşleme proseslerinin engellenmesi nedeniyle, ayrıca bu şekilde elde edilen seramik ürünlerinin, harici ajanlara (buz, salin ortamları, nem, vb.) karşı ateşe dayanıklılık, ısı ve ses yalıtımı ve dayanıklılığı bakımından geleneksel seramik teknikleri ile elde edilenlerden, daha iyi özellikler sahip olmasını garanti ederek, jeopolimerler ile bilinen materyallerinkine göre oldukça üstün mekanik özellikler sunan seramik ürünler elde edilir.

Description

TARIFNAME INORGANIK POLIMERLER ILE YAPILAN SERAMIK MATERYALLERIN OLUSTURULMASI Bu doküman, basliginin belirttigi gibi, termal olarak muamele edilen killerin alkali aktivasyonu araciligiyla, inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasi ve karisimin ekstrüzyonunu içeren bir sonraki faz ile ilgilidir. Önceki teknik Bu bulus, metakillerin alkali aktivasyonu araciligiyla jeopolimerlerden seramik ürünlerin üretimi ile ilgilidir.

Bu prosedürün anlasilmasina yardim etmek üzere, tarifnamede kullanilan bir dizi terim, asagida tanimlanir: Jeopolimerler: Inorganik sentetik alüminosilikat polimerler, ortam kOSuIIarinda, bir alüminosilikat tozu ile aktiflestirici solüsyon (sodyum veya potasyum hidroksitin bir karisimi ve sirasiyla sodyum silikat veya potasyum silikatin bir alkali solüsyonuna dayali) arasindaki yüksek sekilde alkali kosullarina neden olan kimyasal reaksiyondan ortaya çikar.

Laboratuvarlarda, metakaolin, normalde jeopolimerlerin sentezine yönelik bir baz materyal olarak kullanilir, bu, 550°C ile 950°C arasindaki kaolinitin isil islemi araciligiyla üretilir.

Alkali aktivasyonu: Bir siliko-alüminyum yapisina sahip toz haline gelmis materyalin, kisa bir süre içinde yapilabilen ve sertlesebilen bir macun üretmek üzere bir alkali aktiflestirici ile karistirildigi bir kimyasal proses.

Bu prosesteki temel reaksiyon ürünü, üç boyutlu bir yapi sergileyen, XRD'te amorföz bir alkali silikoalüminat jeldir (N-A-S-H jel). Jeopolimerler, jeo-çimentolar ve zeoseramiklerin vb. yani sira, jenerik olarak inorganik alkali polimerler olarak bilinen bu materyaller, genis çesitlilikte özellikler ve karakteristiklere (prosesin yer aldigi kosullara (aktiflestiricinin türü, sicaklik, süre, vb.) bagli olarak yüksek baslangiç mekanik dayanim, ates ve asitlere direnç vb.) sahip olabilir.

Siliko-alüminyumlu materyal: Genel anlamda, silikon ve alüminyum içeren herhangi bir materyal. Bu spesifik baglamda, terim, alkali aktiflestirici ile ortam sicakliginda reaksiyon gösterebilen materyallere refere eder. Tipik olarak, uçucu kül, metakiller ve perlit gibi puzolanik ürünler ile ilgilidir.

Metakiller: Yapiyi çökertmeyecek yükseklikte bir sicaklikta islenen killer.

Bunlarin en bilineni, simektitler ve illitlere bagli olarak metakillere yönelik referanslar olmasina ragmen, kaolinitin dehidroksilasyonu ve yapisinin reorganizasyonuna neden olarak, 550-950°C araliginda bir sicaklikta kaolinin islenmesi araciligiyla elde edilen metakaolindir. Kaolin, simektitler ve illitler, tipik siliko-alüminyumlu killerdir. Her zaman oldugu gibi, bu killer, kumlar, feldispatlar, karbonatlar, opal, kuvars vb. gibi azinlik bilesenlerinden olusabilir. adlandirilir. Bu fillosilikatlarin yapisi, oksijen iyonlari ve hidroksillerin düzlemlerinin yigilmasina dayalidir. Si044'tetrahedra, bir sonsuz-düzlem ve fillosilikatlarin bazik birimini olusturan Si2052' formülünü olusturmak üzere, dört oksijen atomunun üçünü, komsu tetrahedra ile paylasir. Silika tetrahedron, kismen Al3i+ veya Fe3+ ile degistirilebilir. Bu dört yüzeyli katmanlar, gibsit veya brusit gibi diger sekiz yüzeyli katmanlara birlesir.

Her iki katman arasinda baglanan düzlem, apikal oksijen atomlari tarafindan olusturulur, SiOf'tetrahedra ve sekiz yüzeyli katmanin OH' gruplari ile paylasilmaz.

Benzer baglama, sekiz yüzeyli katmanin karsi yüzeyi üzerinde meydana gelebilir.

Fillosilikatlar, böylece bir dört yüzeyli ve bir sekiz yüzeyli iki katman (121 fillosilikatlar olarak bilinir) veya bir sekiz yüzeyli ve iki dört yüzeyli üç katman (2:1 fillosilikatlar olarak bilinir) araciligiyla olusturulabilir. Bu iki veya üç katmanin baglanmasi araciligiyla olusturulan birim, bir tabaka olarak adlandirilir. Tüm sekiz yüzeyli bosluklarin doldurulmasi halinde, tabaka, üç yüzeyli olarak adlandirilir. Bu pozisyonlarin sadece üçte ikisinin isgal edilmesi ve geri kalanlarin bos olmasi halinde, iki yüzeyli olarak adlandirilir.

Kanditler ve serptantinler tarafindan olusan grup, 1:1 fillosilikatlardir. Önceki, kaolinit, nakrit, dikit ve haloysit gibi mineralleri içerir. 2:1 fillosilikatlar, profilit-talk gruplari, simektit, vermikülit, illit, mika ve klorid içerir.

Yapi olarak diger fillosilikatlardan farklilik göstermesine ragmen, sepiolit ve paligorskit ayrica bu mineral grubuna aittir. Yapisal olarak bunlar, mika tipi kesikli tabakalar ile olusturulur. Laminer olan diger fillosilikatlarin aksine, apikal oksijen atomlarinin, her sekiz yüzeyli pozisyonda (sepiolit) veya her bes pozisyonda (paligorskit) periyodik inversiyon geçirmesine ragmen, oksijen atomlarinin bazal katmaninin sürekli olmasi nedeniyle fibrözdür. Bu inversiyon, kesikli olan sekiz yüzeyli katmanin yarida kesintisine neden olur.

Killerin varligi ile ilgili olanlar, sodyum feldispat, potasyum feldispat, plajioklaz, kuvars, karbonatlar (kalsit, dolomit ve siderit vb.), kloritler, pirit, demir oksitler (hematitler, götit), gibsit, serisit ve vermikülit, vb. gibi minerallerdir. Endüstri, killerin faydasi ve saflastirmasina yönelik iyi bilinen mekanik, fiziksel ve kimyasal yöntemler gelistirmistir.

Alkali aktiflestirici: Tipik bir 8-10 M konsantrasyonu içeren An MOH (M=Na, K, Rb, Cs) solüsyonu. Bu, kendi basina veya sodyum veya potasyum silikat ile kombinasyon halinde veya önceden hazirlanmis veya bunun bilesenlerinden baslayarak kullanilabilir. Reaksiyon için gereken alkali metal miktarini saglar ve reaktif silikonun (silikat araciligiyla) miktarini arttirir. MOH solüsyonu içinde silikatin tipik konsantrasyonu, daha fazla veya daha az miktarlar kullanilamamasina ragmen, %15'tir.

Sodyum Silikat/potasvum silikat: Çözünebilir silikatlar, oldukça farkli formlar ve bilesimlerde bulunabilir. Alkali iyonun yapisina bagli olarak, sodyum silikatlar (nSiogzNagO), potasyum silikatlardan (nSiOzngO) farklidir.

Dolgu: Reaksiyonun bir parçasini olusturmayan, ancak özelliklerini (silikalar, kumlar, kuvars, feldispatlar, feldispat kumlari, diger killer, lifler, vb.) gelistiren materyaller.

Ekstrüzyon: Ekstrüzyon olusumu, geleneksel kalip veya sikistirma yönteminin bir gelismesidir. Bir hava tahliye haznesi ve Arsimet vidasi ile ekstrüzyonu içeren yöntem, kontrollü bir enine kesit ile sürekli bir sekilde dogrusal bir ürün üretir ve bu, gerekli bir uzunlukta kesilebilir. Etkili ve verimli, bu yöntem, karsi yönlerde dönen iki saft üzerine monte edilmis iki dizi biçaga sahip olan bir karistirma miline sahip bir birinci bölümü içerir, böylece biçaklar arasinda çekilmis materyal ile etkili bir sekilde materyali karistiran bir yükseltilmis kesme eylemi saglanir.

Karistirma mili, kil ve aktiflestirici ön karisim ile saglanir. Karistirma mili, homojen hala getirmek, plastikligini maksimuma çikarmak ve macunu iterek havayi çikarmak üzere Ön karisimi karistirir. Karisimi tasimak üzere kullanilan Arsimet vidasi araciligiyla, karisim akabinde vakum haznesi içinde delikli bir plakadan geçer. Pelletler seklindeki materyalin, mümkün oldugu kadar çok hava atilmasina yönelik olarak bir vakum uygulamasi araciligiyla tek biçimli bir sekilde havasi giderilir.

Son olarak, karisim, sikistirma haznesine itiIir, burada bir diger Arsimet vidasi, kalip veya rijit nozülden geçmeden önce gözenekliligi uzaklastirmak amaciyla materyali tasir ve önceden sikistirir. Sabit bir enine kesite sahip ortaya çikan ürün, uzunluk bakimindan degiskendir, tepsiler üzerinde desteklenir ve bir kesme sistemi araciligiyla gereken uzunlukta kesilir.

Bu tip vida ekstrüderinin avantaji, sürekli bir sekilde, üretilecek olan parçanin karistirilmasi, havasinin alinmasi, saglamlastirilmasi ve son sekil verilmesinin bunda yer almasidir. Ek olarak, basinç, helezon açisi ve sabit bir kesite sahip bir nozülün kurgu alanina göre nominal orani, son ürünü, yüksek teknik kalitede yenilikçi bir parça haline getirir.

Kürleme: Bu baglamda kür/ems, bir saat ile yedi gün, tercihen bes ile 24 saat ve daha çok tercih edildigi üzere 20 ile 24 saat arasinda bir zaman periyodunda yüksek sicakliklar (20°C ila 90°C) ve yüksek bagil nemde (%40 ila %100) numunenin islenmesine refere eder.

Mekanik direnç: Seramik çinilere yönelik EN 14411 standardi, mekanik direnci degerlendirmek üzere iki boyutu içerir: Kopma direnci: Parçaya uygulanan yük ile dogrudan iliskili olarak, destekler arasindaki mesafeyi ve örnek genisligi ile ilgili bir düzeltme katsayisi ile newton (N) cinsinden ifade edilir. Testin sonucu, ayni tipte bir materyalin parçasinin kalinliginin bir islevidir.

Kopma modülü: Ayrica egilme direnci olarak bilinir, bu, bir matematiksel formül (kirilma bölümündeki minimum kalinligin karesi ile bölünen kopma direnci) kullanilarak kopma direnci magnitüdünden çikarilir. Milimetrekare (N/mmz; 1 N/mm2 = 1 MPa) basina newton cinsinden ifade edilen testin sonucu, kalinliklarina bakilmaksizin, seramik parçalarin mekanik direncinin bir göstergesini saglar.

Dolayisiyla kopma modülünün, materyalin yapisal bir özelligi oldugu anlasilir, diger bir deyisle, iki seramik parçasi, ayni prosese göre üretilir ve bu sadece, bunlari kirmak için gereken kuvvetin, daha ince olan parçada daha büyük olmasina ragmen, ayni kopma modülüne sahip olan kalinliklarinda farklidir.

Bulusun altyapisi Jeopolimer uygulamalarina iliskin çesitli patentler ve bilimsel yayinlar mevcuttur.

Bu tip bilesiklere birinci referans, sadece son birkaç yilda daha fazla ilgi gördügü halde 20. yüzyil (V. D. Glukhovsky: Soi'l sil/Gates, 1959, Kiev, Gosstroyizdat Ukrainy Publishing) ortalarina uzanir. Asagidakiler jeopolimerler hakkinda genel yayinlardir: H. Xu. Ph D: Thesis: Geopolymerisation of aluminosilicate minerals.

University of Melbourne, Department of Chemical Engineering, 2002.

J. Davidovits: Geopolymer. Chemistry & Applications. 2008.

J. Davidovits: 30 years of successes and failures in geopolymer applications. Market trends and potential breakthroughs. Proc. Int. Conf.

Geopolymer 2002, Melbourne, Australia, October 2002.

Behzad Majidi: Geopolymer technology, from fundamentals to advanced . Khale, R. Chaudhary: Mechanism of geopolymerization and factor . Alkali-activated geopolymers: A Iiterature review. July 2010. Air Force Research Laboratory. Materials and Manufacturing Directorate.

. Miladin Radovic et al: Effects of Water Content and Chemical Composition on Structural Properties of Alkali Activated Metakaolin-Based Geopolymers. J. Am. Ceram. Soc., 1-9 (2012).

Diger seçenekler sanal olarak dahil edilmediginde, oldukça detayli bir sekilde tartisilmis olan bir alan olmak üzere çimentoya çevre dostu bir alternatif olarak incelenmistir. Asagidaki patentler gibi konu hakkinda çok sayida doküman mevcuttur: kompoziti.

Bu dokümanlar, C02 olusturmayan ve mekanik direnç, dayaniklilik, hava ajanlari ve atese direnç ve isi ve ses yalitimina iliskin gelistirilmis özelliklere sahip olmayan bir proses olarak bunun temel özelliklerini sunar. Benzer sekilde, çesitli sekillerdeki önceden üretilmis yapilara yönelik alternatifler olarak önerilmistir.

Bilinen diger uygulamalar, bu ürünlerin, kimyasal olarak zeolitlere benzer oldugunu belirtir ve asagidaki patentlerde detaylandirildigi gibi, petrol ürünlerinin rafine edilmesinde ayrilmaya yönelik katalizörler olarak ve ates geciktiriciler olarak, özellikle radyoaktif atiklara yönelik olarak atik absorbe ediciler ve/veya inerti ajanlari olarak kullanildigini belirtmistir: . FR2651270, Özellikle bir kapi, pencere veya benzerine yöne/ik atese dayanikli yapi. o GBZ482732, Ates yavaslatici köpük içeren yapi bileseni. sahip olan bir gövdenin Üretimi, baz gövdenin bir açiklik bölgesinde bir kaliplama aletinin düzenlenmesi, alete bir jeopo/imer harci dökülmesi, aletin sertlesmesi ve çikarilmasini içerir.

Son olarak, özellikle havacilik, Formula 1'de vb. uygulanan ileri teknik seramiklerin bazi uygulamalari, asagidaki patentlerin gösterdigi gibi ayrica tanimlanmistir: prosesleri ve yöntemleri.

Benzer bir sekilde, önceki teknik, metakillerin alkali aktivasyonunun halihazirda bilindigini gösterir. Asagida, seramik materyallerin elde edilmesine yönelik bu kimyasal reaksiyonlarin kullanimi hakkinda yayinlar mevcuttur: yapilar.

WO8303093A1, AIÜminosi/ikatjeopolimerler ile dekore edilen seramik/erin üretimine yönelik yöntem.

US4888311 A, Sermik-seramik kompozit mateiyal ve üretim yöntemi. jeopolimer çini hazirlanmasina yönelik proses.

Alkali activation of metakaolin. The effect of the addition of soluble silicate Formation of Ceramics from Metakaolin-Based Geopolymers. Part I: Cs- Formation of Ceramics from Metakaolin-Based Geopolymers. Part II: K- Bununla birlikte, önceki tüm durumlarda, kalip yapisi veya sikistirmanin iyi bilinen yöntemleri ile olusturulur ve ekstrüzyon tarafindan Önerilen seçenek tartisilmaz.

Ekstrüzyonun, seramik materyaller elde etmek için olmayan, jeopolimerlerde kullanildigi yayinlari ayrica mevcuttur: . EP220996381, Pencereler veya kapilar için kaliptan çeki/mis jeopolimer çerçeve proh'l/eri'.

. Zongjin Li et al, Short Fiber Reinforced Geopolymer Composites Manufactured by Extrusion. Journal of Materials in Civil Engineering. 0 Zhang Yunsheng et al, Impact properties of geopolymer based extrudates incorporated with fly ash and PVA short fiber. Construction and Building Ancak, bu yayinlar sadece, pencereler ve kapilara yönelik profillerin üretimi ile ilgilidir ve materyallerin islenmesine yönelik herhangi bir spesifik prosesi içermez.

EP 2 502 890 A1, alkali etkinlestirilmis bir beton bilesimi ve prekast beton elemanlarindaki bilesigin kullanimini açiklar. Alkali aktiflestirilmis beton bilesimi, bir baglayici ve bir alkali aktiflestiriciyi içerir, burada baglayicidaki yüksek firin cürufunun içerigi agirlikça %48-54'tür ve baglayici, uçucu kül ve agirlikça 0.4-1.0 oraninda yüksek firin cürufunun bir kombinasyonunu içerir.

EP O 431 503 A2, hidrolik bilesimler ve yüksek dayanimli kompozit materyalleri açiklar. Hidrolik bilesim, yüksek firin cürufu tozu, suda çözünebilir polimer ve bir alkali maddeyi içerir. Yüksek dayanimli kompozit materyal, yüksek firin cürufu tozu, suda çözünebilir polimer, bir alkali madde ve suyu içeren bir bilesimin yogrulmasi ve kaliplanmasi ve kaliplanan bilesimin islak kürlenmesi araciligiyla üretilir. Yüksek dayanimli kompozit materyal, masrafsiz yüksek firin cürufu tozu kullanilmasi araciligiyla yüksek egilme dayanimi ve mükemmel su direncine sahiptir. yüksek dayanimli jeopolimer ile sertlestirilmis bir gövde ve bunun üretilmesinin bir yöntemini açiklar. Yüksek dayanimli jeopolimer ile sertlestirilmis gövde, yüksek bir sicaklikta olusturularak ve yaslandirilarak, aktiflestirilmis dolgu gibi 850- 950°C'de ateslenen kaolin, jeopolimer ve suyun harmanlanmasi araciligiyla hazirlanan bir dolgunun karistirilmasi araciligiyla elde edilir.

Bulusun açiklamasi Seramik ürünlerin üretiminde ortaya çikan problemleri çözmek ve böylece önceki teknigi gelistirmek amaciyla, bu bulusun amaci olan inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasi gelistirilmistir ve bu, siliko- alüminyumlu materyalin alkali aktivasyonunu ve karisimin kaliptan çekildigi bir sonraki fazi kullanir.

Siliko-alüminyumlu materyal, metakilleri içerir. Metakiller, döner firin, akiskan yatak ve flas kalsinatör araciligiyla olusturulan gruptan seçilen bir yöntem araciligiyla bes dakika ile 24 saat arasinda degisen bir islem süresi boyunca 550°C ile 850°C arasinda uzanan bir sicaklikta gerçeklestirilen tercihen en azindan %40 kaolinit içeren killerin isil isleminin ön fazinin bir sonucu olarak elde Termal olarak islemden geçirilmemis alüminosilikatlar, magnezyum silikatlar ve termal olarak islendiginde diger killer araciligiyla olusturulan gruptan seçilen bir kil, metakilleri üretmez veya bunlarin herhangi bir kombinasyonu, termal olarak islenen kiIe iliskin olarak %5 ile %40 arasinda, tercihen agirlikça %20 ile %30 arasinda ve daha çok tercih edildigi üzere agirlikça %20 ile %25 arasinda uzanan bir proporsiyonda eklenir.

Termal olarak islenen kil ve kilin karisimi, aktiflestirici solüsyonun bilesenleri ile karistirilir, bu tercihen %0 ile %20, tercihen %15 arasinda uzanan bir yüzdede sodyum veya potasyum silikat içermek üzere 2 ile 12 M arasinda bir konsantrasyon ile bir MOH solüsyonu (M=Na, K) formunda sunulur.

Karistirma evresi, siliko-alüminyumlu materyalin tercihen, genel olarak ne kadar ince olursa o kadar iyi olan sivi aktiflestirici solüsyon ile sivi aktiflestirici solüsyon ve toz haline getirilmis materyaller (sivi/kati) arasinda 0.25'ten 0.85'e, tercihen 0.40'tan 0.60'a uzanan bir oran ile toz içinde karistirilmasina ragmen, endüstride iyi bilinen yöntemlerden herhangi biri ile gerçeklestirilir.

Siliko-alüminyumlu materyalin, toz haline getirilmis katilarin formundaki etkinlestirme solüsyonunun (sodyum veya potasyum hidroksit, sodyum veya potasyum silikat) bilesenleri ile karistirilmasi, istege bagli olarak, takip eden faz baslamadan önce bir sonraki su eklemesi ile gerçeklestirilebilir. Karistirma, endüstride yaygin bir sekilde kullanilan karistirma, ögütme, atomize etme, hizli kurutma yöntemleri vb. kullanilarak gerçeklestirilebilir.

Bilesenlerin karistirilmasi durumunda, ekstrüzyon prosesi, seramikler endüstrisinde (herhangi bir varyasyonunda temelde sarmal ve piston ekstrüderi) yaygin olarak kullanilan yöntemlerin herhangi biri araciligiyla gerçeklestirilir.

Olusturulan parçalar elde edildiginde, düsük sicakliklarda (20°C ila 90°C) ve yüksek bagil nemde (%40 ila %100), bir saat ve yedi gün arasinda, tercihen bes ve 24 saat arasinda ve daha çok tercih edildigi üzere 20 ile 24 saat arasinda bir zaman periyodunda bir kürleme prosesine tabi tutulur.

Son olarak, parçalar, ortam sicakliginda veya 100°C'ye kadar bir sicaklikta Bulusun avantajlari Burada sunulan inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik bu prosedür, mevcut sistemlerden daha fazla avantaj saglar, bunlardan en önemlisi, elde edilen seramik ürünlerin, bugüne kadar bilimsel literatürde tanimlanan jeopolimerik materyallerden oldukça üstün mekanik özelliklere sahip olmasidir.

Bir diger önemli avantaj, bu prosedürün, bir ekstrüzyon prosesi kullanmasi ve bu nedenle seramik ürünlerin üretimine yönelik mevcut ekipman ile uyumlu olmasidir.

Bunlarin üstün seramik kalitelerine ragmen, elde edilen seramik ürünlerinin, yüksek sicaklikta termal islem, renklendirmeler, pigmentler, karisik organik katki maddeleri (silikonlar, silanlar, bakteri yok edici maddeler), dekorasyon prosesleri, vb. gibi seramikler endüstrisinde yaygin bir sekilde kullanilan bitirme prosesleri ile uyumlu devam ettigi ayrica belirtilmelidir.

Bir diger önemli avantaj, prosedürün, kaliplama ve sikistirma olarakjeopolimerleri olusturmanin bilinen iki diger yöntemine iliskin mekanik direnci arttirmasidir.

Açikça görüldügü üzere, bu dirençler, burada tanimlanan prosedürün, yüksek sicaklikta atesleme prosesini (tipik olarak 900°C ile 1300°C arasinda) engellemesi nedeniyle oldukça önemli enerji tasarruflarini içermesine ragmen yüksek sicakliklarda killer ile bilinen seramik prosedürleri ile elde edilebilir, bu, geleneksel proseslerde gereklidir ve enerji maliyetleri bakimindan daha az pahali olan düsük sicaklikta kurutma ile yer degistirir.

Kilin, son kivami ve mekanik özellikleri saglamak üzere eklenebilecegi ayrica belirtilmelidir. Kilin eklenmesi, ayrica mekanik dayanimi önemli ölçüde arttirirken, karisimin plastikligini arttirir ve daha iyi bir ekstrüzyon için olusturur. Son olarak, literatür, jeopolimerlerin, seramik ürünlerin mükemmel özellikler ile elde edilmesine olanak saglayan harici ajanlara (buz, saliri ortamlari, nem, vb.) iliskin olarak atese dayaniklilik, isi ve ses yalitimi ve dayanikliligi bakimindan nasil daha iyi özelliklere sahip oldugunu gösterir.

Bulusun tercih edilen düzenlemeleri Bu bulusun amaci olan, inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedür, asagidaki evreleri içerir: . bir alkali aktiflestiriciyi içeren bir aktiflestirici solüsyona sahip metakilleri içeren bir siliko-alüminyumlu materyalin karistirilmasina yönelik bir evre, burada alkali aktiflestirici, istege bagli olarak sodyum veya potasyum silikat ile kombinasyon halinde bir MOH solüsyonunu içerir, burada M; Na, K, Rb ve Cs'den olusan gruptan seçilir, o ortaya çikan karisimin ekstrüzyon olusumuna yönelik bir evre, . 20°C ile 90°C arasinda uzanan düsük sicakliklarda ve %40 ile %100 arasinda uzanan yüksek bagil nemde, bir saat ile yedi gün arasinda bir zaman periyodunda gerçeklestirilen bir kürleme evresi, ve o 20°C ile 100°C arasinda bir sicaklikta bir kurutma evresi, ve termal olarak islem görmemis alüminosilikatlar, magnezyum silikatlar ve diger killer tarafindan olusturulan gruptan seçilen bir kilin eklenmesini içeren karistirma evresi, termal olarak islendiginde, metakillere iliskin olarak agirlikça %5 ile %40 arasinda uzanan bir proporsiyonda, metakilleri veya bunlarin herhangi bir kombinasyonunu üretmez, burada metakiller, killerin isil islemine yönelik bir önceki evrenin bir sonucu olarak elde edilir, 550°C ile 850°C arasinda uzanan bir sicaklikta, bes dakika ile 24 saat arasinda uzanan bir islem süresinde, döner firin, akiskan yatak ve flas kalsinatör araciligiyla olusturulan gruptan seçilen bir yöntem ile gerçeklestirilir.

Metakiller, tercihen en azindan %40 kaolinit içeren, 550°C ile 850°C arasinda uzanan bir sicaklikta, bes dakika ile 24 saat arasinda uzanan bir Islem süresinde, döner firin, akiskan yatak ve flas kalsinatör araciligiyla olusturulan gruptan seçilen bir yöntem araciligiyla gerçeklestirilen killerin isil islemine yönelik bir önceki evrenin bir sonucu olarak elde edilir.

Termal olarak islem gören killer ile karistirilan aktiflestirici solüsyon, 2 ile 12 M arasinda bir konsantrasyon ile bir MOH solüsyonu (M=Na, K) formunda gösterilir, bu istege bagli olarak %0 ile %20, tercihen %15 arasinda uzanan bir yüzdede sodyum veya potasyum silikat içerebilir.

Kil, termal olarak islem görmüs kile iliskin olarak agirlikça %5 ile %40 arasinda, tercihen %20 ile %30 arasinda ve daha çok tercih edildigi üzere %20 ile %25 arasinda uzanan bir proporsiyonda son kivami ve mekanik özellikleri gelistirmek üzere karistirma evresinde eklenir. Kil, termal olarak islem görmemis alüminosilikatlar, magnezyum silikatlar (megnezyum simektitler ve sepiolit gibi) termal olarak islem gördügünde metakiller veya bunlarin herhangi bir kombinasyonunu üretmeyen diger killer tarafindan olusturulan gruptan seçilir.

Karistirma evresi, siliko-alüminyumlu materyalin tercihen, genel olarak ne kadar ince olursa o kadar iyi olan sivi aktiflestirici solüsyon ile sivi aktiflestirici solüsyon ve toz haline getirilmis materyaller (sivi/kati) arasinda 0.25iten 0.85'e, tercihen 0.40'tan 0.60'a uzanan bir oran ile toz içinde karistirilmasina ragmen, endüstride iyi bilinen yöntemlerden herhangi biri ile gerçeklestirilir.

Siliko-alüminyumlu materyalin, toz haline getirilmis katilarin formundaki etkinlestirme solüsyonunun (sodyum veya potasyum hidroksit, sodyum veya potasyum silikat) bilesenleri ile karistirilmasi, istege bagli olarak, takip eden faz baslamadan önce bir sonraki su eklemesi ile gerçeklestirilebilir. Karistirma, endüstride yaygin bir sekilde kullanilan karistirma, ögütme, atomize etme, hizli kurutma yöntemleri vb. kullanilarak gerçeklestirilebilir.

Karistirma evresinin bir parçasi olarak, silika, kum, kuvars, feldispat, feldispat kumu, diger killer, lifler veya bunlarin herhangi bir kombinasyonu tarafindan olusturulan gruptan seçilen doldurma katki maddeleri ve dolgularin eklenebilir.

Karistirma evresi ayrica, polivinil alkol, selüloz, nisasta (misir, bugday ve patates), balik tutkali, Iinyosülfonat, etilen glikol, polietilen glikol ve çimento endüstrisinde yaygin bir sekilde kullanilan tipte süper plastiklestirme ajanlari veya bunlarin herhangi bir kombinasyonu tarafindan olusturulan gruptan seçilen plastiklestirici katki maddelerinin istege bagli eklenmesini içerir.

Ekstrüzyon olusturma evresi, bunlarin herhangi varyantlarinda vida veya piston ekstrüderleri araciligiyla gerçeklestirilir.

Olusturulan parçalar elde edildiginde, düsük sicakliklarda (20°C ila 90°C) ve yüksek bagil nemde (%40 ila %100), bir saat ve yedi gün arasinda, tercihen bes ve 24 saat arasinda ve daha çok tercih edildigi üzere 20 ile 24 saat arasinda bir zaman periyodunda bir kürleme prosesine tabi tutulur.

Kurutma evresi, 20°C ile 100°C arasinda bir sicaklikta gerçeklestirilir.

Ortaya çikan seramik ürünler, yüksek sicaklikta termal islem, renklendirmeler, pigmentler, çesitli organik katki maddeleri (silikonlar, silanlar, bakteri yok edici maddeler), bilinen ve henüz bilinmeyen dekorasyon prosesleri, vb. gibi seramikler endüstrisinde yaygin bir sekilde kullanilan ve bilinen sonraki islemler ile tamamlanabilir.

Bu tercih edilen düzenleme, asagidaki deneysel testler araciligiyla desteklenmistir: AC1, kaolinit, iIIit ve montmorillonit, siliko-alüminyumlu killerin hepsini içeren, 850°C'de iki saat muamele edilen ve 63 pm'de kalinti %25'ten az olacak sekilde bir tanecik boyutuna dayanan bir kildir.

A-1, kullanimina yönelik yeteri kadar plastik olan kilin herhangi bir türünün kullanilabilmesine ragmen %40 üzerinde bir kaolinit içerigine sahip bir silikat ile on dakika karistirilmistir.

Kalip yapisi araciligiyla olusturulan numuneleri elde etmek amaciyla, 80mm uzunlugunda, 20mm genisliginde ve yaklasik olarak ?mm kalinliginda bir kalip doldurulmustur ve bir spatula ile seviyelendirilmistir. Birim, akabinde kütle içinde tutulan herhangi bir mümkün hava baloncugunu uzaklastirmak amaciyla, bir titresimli elek içinde titretilmistir.

Her bir numunenin yüzeyi düzlendiginde, bunlar sertlestirme prosesine tabi tutulmustur: . Süre: 20 saat . Sicaklik: 85°C . Bagil nem: %100 Kürleme evresi takip edilerek, numuneler, 24 saat ortam kosullarinda depolanir.

Ortaya çikan numuneler, asagidaki bilgiyi sunmustur: o Mekanik gerilim ve egilme dayanimi: 6.4 ± 0.9 MPa Bu örnek, önceki teknikte bilinen yönteme göre bu noktaya ortak bir eylem yolu olmasi nedeniyle bir referans olarak görev yapar. sodyum silikat ile 38 dakika karistirilmistir.

Ekstrüzyon ile olusturulmus numuneleri elde etmek amaciyla, evrensel bir test makinesi kullanilmistir ve Üzerine, 5mmllik çapta bir delige sahip bir ekstrüzyon nozülüne sabitlenmis bir rijit silindir eklenmistir. Bir yük hücresine yapisik bir rijit bar, silindirin içinde 240mm/dakikalik bir hizda hareket etmistir.

Sonuç olarak silindirik numuneler, ekstrüzyon araciligiyla olusturulmustur ve yaklasik olarak 5mm çap ve 250mm uzunluk olarak ölçülmüstür.

Silindirik numuneler elde edildiginde, bunlar, kürleme prosesine tabi tutulmustur: 0 Süre: 20 saat 0 Sicaklik: 85°C . Bagil nem: %100 Kürleme evresi takip edilerek, numuneler, 80mm uzunlugunda kesilmistir ve numuneler 24 saat ortam kosullarinda depolanmistir. Ortaya çikan numuneler, . Mekanik gerilim ve egilme dayanimi: 19.8 ± 1.5 MPa Kullanilan ekstrüzyonda, mekanik gerilim ve egilme dayanimi 6.4'ten 19.8 MPa'ya çikarilabilmistir.

Bu örnek, mevcut bulusun kapsami dahilinde degildir. Örnek 3 (%80 Ac1 + %20 A-1 Ekstrüzyon) sodyum silikat ile 38 dakika karistirilmistir.

Ekstrüzyon ile olusturulmus numuneleri elde etmek amaciyla, evrensel bir test makinesi kullanilmistir ve üzerine, 5mm'lik çapta bir delige sahip bir ekstrüzyon nozülüne sabitlenmis bir rijit silindir eklenmistir. Bir yük hücresine yapisik bir rijit bar, silindirin içinde 120mm/dakikalik bir hizda hareket etmistir.

Sonuç olarak silindirik numuneler, ekstrüzyon araciligiyla olusturulmustur ve yaklasik olarak 5mm çap ve 250mm uzunluk olarak ölçülmüstür.

Silindirik numuneler elde edildiginde, bunlar, kürleme prosesine tabi tutulmustur: . Süre: 20 saat . Sicaklik: 85°C . Bagil nem: %100 Kürleme evresi takip edilerek, numuneler, 80mm uzunlugunda kesilmistir ve numuneler 24 saat ortam kosullarinda depolanmistir. Ortaya çikan numuneler, . Mekanik gerilim ve egilme dayanimi: 23.2 ± 1.5 MPa . Görünür yesil yogunlugu: 1.610 ± 0.071 g/Cm3 A-1'in eklenmesi, kilin 19.8'den 23.2 MPalya artmasina olanak saglamistir.

M (%80 AC1 + %20 A-1 Ekstrüzyon) sodyum silikat ile 38 dakika karistirilmistir.

Ekstrüzyon ile olusturulmus numuneleri elde etmek amaciyla, evrensel bir test makinesi kullanilmistir ve üzerine, 5mm'lik çapta bir delige sahip bir ekstrüzyon nozülüne sabitlenmis bir rijit silindir eklenmistir. Bir yük hücresine yapisik bir rijit bar, silindirin içinde 15mm/dakikalik bir hizda hareket etmistir.

Sonuç olarak silindirik numuneler, ekstrüzyon araciligiyla olusturulmustur ve yaklasik olarak 5mm çap ve 250mm uzunluk olarak ölçülmüstür.

Silindirik numuneler elde edildiginde, bunlar, kürleme prosesine tabi tutulmustur: 0 Süre: 20 saat 0 Sicaklik: 85°C . Bagil nem: %100 Kürleme evresi takip edilerek, numuneler, 80mm uzunlugunda kesilmistir ve numuneler 24 saat ortam kosullarinda depolanmistir. Ortaya çikan numuneler, . Mekanik gerilim ve egilme dayanimi: 28.3 ± 3.1 MPa . Görünür yesil yogunlugu: 1.659 ± 0.040g/cm3 Sivi/kati oraninin azalmasi (aktiflestirici/killer) 23.2'den 28.3 Mpa'ya yükselmesine olanak saglar.

Kalip yapisi ve ekstrüzyondan ortaya çikan parçalarin egilmesinin ölçümü, ikincinin, ekstrüzyon yöntemi araciligiyla olusturulan prosesin bir sonucu olarak yüksek dayanimlar sundugunu (7 Mpa'ya karsilik olarak 28 Mpa) göstermistir.

Bu noktaya kadar diger olusturma yöntemleri tarafindan elde edilen sonuçlar böylece ekstrüzyon araciligiyla gelistirilir. islenmemis bir kil ve reaksiyon kosullarinin uygun bir seçiminin eklenmesi, degerlerde bir artisa izin verir ve sadece düsük mekanik dirence sahip seramik materyallerin, alkali aktivasyon ile elde edilebildigi ve ortam sicakligin kurutuldugu önceden düsünülmüs fikirden

Claims (1)

1. ISTEMLER Inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, burada asagidaki evreleri içerir: bir alkali aktiflestiriciyi içeren bir aktiflestirici solüsyona sahip metakilleri içeren bir siliko-alüminyumlu materyalin karistirilmasina yönelik bir evre, burada alkali aktiflestirici, istege bagli olarak sodyum veya potasyum silikat ile kombinasyon halinde bir MOH solüsyonunu içerir, burada M; Na, K, Rb ve Cs'den olusan gruptan seçilir, ortaya çikan karisimin ekstrüzyon olusumuna yönelik bir evre, 20°C ile 90°C arasinda uzanan düsük sicakliklarda ve bir saat ile yedi gün arasinda bir zaman periyodunda gerçeklestirilen bir kürleme evresi ve 20°C ile 100°C arasinda bir sicaklikta bir kurutma evresi ve termal olarak islem görmemis alüminosilikatlar, magnezyum silikatlar ve diger killer tarafindan olusturulan gruptan seçilen bir kilin eklenmesini içeren karistirma evresi, termal olarak islendiginde, metakillere iliskin olarak agirlikça %5 ile %40 arasinda uzanan bir proporsiyonda, metakilleri veya bunlarin herhangi bir kombinasyonunu üretmez, burada metakiller, killerin isil islemine yönelik bir önceki evrenin bir sonucu olarak elde edilir, 550°C ile 850°C arasinda uzanan bir sicaklikta, bes dakika ile 24 saat arasinda uzanan bir islem süresinde, döner firin, akiskan yatak ve flas kalsinatör araciligiyla olusturulan gruptan seçilen bir yöntem ile gerçeklestirilir. Istem 1'e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, killerin isil islemine yönelik bir önceki evrenin, ?50°C ile 850°C arasinda degisen bir sicaklikta gerçeklestirilmesi ile karakterize edilir. istem 1'e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, aktiflestirme solüsyonunun, agirlikça içermesi ile karakterize edilir. Istem 1”e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, aktiflestirme solüsyonunun, M=Na, K ve 2 ile 12 M arasinda bir konsantrasyon içeren bir MOH solüsyonu formunda gösterilmesi ve agirlikça %15'lik bir yüzde oraninda sodyum veya potasyum silikat içermesi ile karakterize edilir. Istem 1'e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, karistirma evresinin, metakillere iliskin olarak %20 ile %25 arasinda degisen bir proporsiyonda kil eklenmesini içermesi ile karakterize edilir. Istem 1le göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, karistirma evresinin, siliko- alüminyumlu materyalin, genel olarak ne kadar ince olursa o kadar iyi olan sivi aktiflestirici solüsyon ile sivi aktiflestirici solüsyon ve toz haline uzanan bir oran ile kullanilarak gerçeklestirilmesi ile karakterize edilir. Istem 1'e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, karistirma evresinin, bir sonraki evreden önce, sonradan su eklenmesi ile toz haline getirilmis katilar formundaki tüm bilesenler ile gerçeklestirilmesi ile karakterize edilir. Istem 1'e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, sertlestirme evresinin, 5 ile 24 saat arasinda bir zaman periyodunda gerçeklestirilmesi ile karakterize edilir. Istem 8'e göre inorganik polimerler ile yapilan seramik materyallerin olusturulmasina yönelik prosedürdür, sertlestirme evresinin, 20 ile 24 saat arasinda bir zaman periyodunda gerçeklestirilmesi ile karakterize edilir.