Beta trikalsiyum fosfata baryum zirkonat ilavisinin etkisi

Abstract

Bu çalışmada ağırlıkça %1, %3 ve %5 oranlarında baryum zirkonat (BaZrO3) ilavesinin beta trikalsiyum fosfat (β-TCP)’ a etkisi incelenmiştir. Bu amaçla BaZrO3 ilaveli ve ilavesiz β-TCP’ ler 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 ve 1250oC sıcaklıklarda 4 saat süre ile sinterlenmiş ve sinterleme işlemleri sonrası boyca kısalma, yoğunluk, sertlik, dikey ve yanal basma mukavemeti testleri ile X-ışınları difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemeler neticesinde β-TCP için en yüksek boyca kısalma (%6.87±0.58), yoğunluk (2.70±0.01 g/cm3), sertlik (1.99±0.16 HV0.2), dikey (127±9.29 MPa) ve yanal (8.41±0.85 MPa) mukavemeti değerlerinin 1200oC’ de 5.077±0.571 µ’ lık ortalama tane boyutunda ulaşılmıştır. Ancak 1250oC’ de β-TCP’ ye ait tüm özelliklerin azaldığı ve bunun ortalama tane boyutunun 7.371±0.996 µ’ luk ortalama tane boyutuna artıştan, mikroçatlak oluşumundan ve %3,2’lik oranda olmak üzere α-TCP’ ye dekompoze olmasından dolayı kaynaklandığı belirlendi. β-TCP/BaZrO3 kompozitlerinde en yüksek boyca kısalma (%16.29±1.29), yoğunluk (2.93±0.01 g/cm3), sertlik (2.97±0.18 HV0.2), dikey (163±8.18 MPa) ve yanal (13.23±0.61 MPa) mukavemeti değerleri ağırlıkça %3 oranında BaZrO3 ilavesiyle 1200oC sıcaklıktaki sinterleme ile elde edilmiştir. β-TCP/BaZrO3 kompozitlerinde Ba-Zr-O elementlerini içeren fazlar (BaZrO3 ve Ba2ZrO4) ile Ca-Zr-O elementlerini (Ca0.15Zr0.85O0.185, Ca0.134Zr0.866O1.866, CaZrO3 ve CaZr4O9) içeren fazlarla α-TCP ve hilgenstockite (TTCP) fazlarının meydana geldiği belirlendi. β-TCP/1BaZrO3 kompozitine ait özelliklerin artan sinterleme sıcaklığı ile arttığı ancak; β-TCP/3BaZrO3 ve β-TCP/5BaZrO3 kompozitleri için daha düşük sıcaklıklarda elde edildiği ve bunun nedeninin ise β-TCP’ nin α-TCP ve TTCP fazlarına ayrışmasından ve mikroçatlak oluşumlarından dolayı olduğu kanaatine varıldı.