Production of Yttria-Stabilized Zirconia by Precipitation Method

Abstract

Zirkonya üstün özellikleri nedeniyle birçok endüstriyel alanda kullanılmaktadır ancak faz stabilizasyonun dengesizliği onu yüksek performans gerektiren alanlarda kullanılmasında bir dezavantaj yaratmaktadır. İtriyum (III) oksite seramikler için güçlü bir stabilizer olarak bilinmektedir. Bunun sonucunda bilim insanları zirkonyayı itriyum (III) oksit ile stablize etmeye karar vermişlerdir. Bu çalışmada geleneksel yöntemlerin dışına çıkılarak zirkonyanın çöktürme yöntemi kullanılarak itriyum tuzundan yttria elde edilerek stabilizasyonu sağlanmış zirkonya üretimi hedeflenmiştir. Çöktürme yöntemini kullanmanın amacı diğer üretim metotlarına kıyasla daha küçük tane boyutu, daha homojen bir görünüm, daha az poroziteye sahip itriyum (III) oksit ile stabilize edilmiş zirkonya elde etmektir. Ayrıca çöktürme yöntemi sayesinde daha önce üretimi yapılamamış %2 itriyum (III) oksit katkılı zirkonya üretimi de gerçekleştirilmiştir ve 1600 derecede sinterleme işlemine tabii tutulmuştur. Sinterleme işlemi sırasında faz geçiş sıcaklığı olan 1170 derece bu çalışmanın en önemli noktalarından biri olmuştur. Bu çalışmanın temel amacı itriyum (III) oksit ile stabilize edilmiş zirkonya üretiminde çöktürme yönteminin avantajlarını ortaya koymak ve malzeme özelliklerini iyileştirmektir. Çöktürme yöntemi sayesinde %2 itriyum (III) oksit katkılı zirkonya üretimi gerçekleştirilerek bu yöntemin malzeme özelliklerindeki iyileştirmeleri ortaya konulmuştur. Ayrıca çöktürme yönteminin avantajları olan küçük tane boyutu, düşük porozite ve homojen yapı da vurgulanmıştır.

Zirconia is used in many industrial areas due to its superior properties, but the instability of phase stabilization creates a disadvantage in areas requiring high performance. Yttria is known as a strong stabilizer for ceramics. As a result, scientists decided to stabilize zirconia with yttria. In this study, by going beyond traditional methods, the aim was to produce stabilized zirconia by obtaining yttria from yttrium salt using the zirconia precipitation method of zirconia. The aim of using the precipitation method is to obtain yttria-stabilized zirconia with a smaller grain size, more homogeneous appearance, and less porosity compared to other production methods. In addition, thanks to the precipitation method, 2% yttria-added zirconia, which could not be produced before, was produced and subjected to a sintering process at 1600 degrees. The phase transition temperature of 1170 degrees during the sintering process was one of the most important points of this study. The main purpose of this study is to reveal the advantages of the precipitation method in the production of yttria-stabilized zirconia and to improve the material properties. Using the precipitation method, 2% yttria-stabilized zirconia production was carried out and the improvements in material properties of this method were demonstrated. In addition, the advantages of the precipitation method, such as small grain size, low porosity, and homogeneous structure, were emphasized.