GENETIKA MINERAL

                Bagian terluar dari bumi yang disebut kerak bumi dan disusun oleh batuan dan mineral, merupakan bagian yang sangat tipis

dibandingkan dengan bagian bumi lainnya. Tetapi bagian ini merupakan bagian bumi yang sangat penting bagi kehidupan manusia.

Manusia sangat membutuhan segala sesuatu dari bagian bumi ini seperti minyakbumi, bahan baku industri dan juga bahan perhiasan

seperti emas.

                Kebanyakan orang menganggap batuan adalah segala sesuatu yang keras, sedangkan mineral adalah segala bahan galian

atau batu mulia yang ditambang dan mempunyai nilai ekonomis. Tetapi anggapan tersebut sangat jauh dari keadaan yang sebenarnya.

                Batuan dengan sederhana didefinisikan sebagai agregasi dari satu atau beberapa jenis mineral yang bercampur menjadi satu,

tetapi sifat dasar dari tiap mineral tersebut masih tetap terlihat. Meskipun kebanyakan batuan tersusun dari bermacam mineral, tetapi

hanya mineral tertentu saja yang umumnya dijumpai dalam jumlah yang dominan, sehingga materi tersebut dapat bertindak sebagai

batuan atau mineral.

                Mineral merupakan bahan padat bentukan alam, umumnya tersusun oleh material anorganik, mempunyai struktur atom

tertentu dan sifat kimia yang spesifik. Meskipun definisi tersebut dikatakan tepat tetapi masih ada juga beberapa pengecualian.

Batubara dan minyak bumi yang tersusun oleh material organik, oleh beberapa ahli geologi dikategorikan sebagai mineral. Ada juga

beberapa mineral yang mempunyai komposisi yang bervariasi.

                Pada bagian ini terutama akan dibahas tentang mineral, meskipun tetap diingat bahwa batuan merupakan agregat dari

mineral.

 

Sifat Fisik Mineral

                Mineral merupakan benda padat yang terbentuk oleh proses anorganik. Tiap mineral memiliki susunan atom yang teratur

dan komposisi kimia tertentu, yang memberikan sifat fisik yang spesifik. Untuk menentukan struktur atom dan komposisi kimia suatu

mineral diperlukan test dan peralatan yang sopistikated. Oleh sebab itu sifat fisik mineral sering digunakan untuk mendeterminasi

suatu mineral. Sifat fisik mineral yang sering digunakan untuk mendeterminasi suatu mineral antara lain :

Bentuk kristal (form)

Bnetuk kristal merupakan kenampakan luar mineral yang mencerminkan susunan atom yang teratur dari mineral tersebut.

Kadangkala suatu mineral memiliki lingkungan yang memungkinkan mineral tersebut dapat membentuk individu kristal dengan

teratur. Beberapa kristal seperti mineral kuarsa, dapat mengkristal dengan bentuk yang teratur, sehingga sangat memudahkan dalam

mendeterminasi kristal tersebut. Sebaliknya kebanyakan mineral mengkristal dengan bentuk yang tidak beraturan, karena masing-

masing membutuhkan ruangan yang cukup untuk membentuk kristal yang teratur. Akibatnya kristal-kristal akan saling tumbuh

sehingga tidak membentuk kristal yang sempurna.

Kilap (Luster)

Kilap merupakan kenampakan refleksi cahaya pada bidang kristal. Mineral dengan kenampakan seperti logan disebut memiliki

kilap logam (metalik), mineral dengan kilap non metalik mempunyai kilap yang bervariasi, antara lain vitreous (kilap  seperti kaca),

pearly, silky, erathy, dll. Beberapa mineral mempunyai kilap antara logam dan non logam disebut kilap submetalik.

Warna (colour)

Meskupin warna merupakan sifat fisik yang paling mudah dikenali, tetapi sifat fisik ini tidak dapat dijadikan dasar untuk

menentukan jenis mineral. Warna mineral kadang-kadang sudah mengalami pengotoran, sehingga mineral yang sama dapat memiliki

warna yang berbeda.

Cerat (Streak)

Cerat adalah warna mineral dalam bentuk bubuk (diketahui dengan menggoreskan pada keping porselen). Meskipun warna

suatu mineral dapat bermacam-maca, tetapi ceratnya selalu sama. Jadi warna cerat lebih merupakan warna asli dari mineral. Cerat

dapat juga membantu untuk membedakan mineral metalik dan non metalik. Mineral dengan kilap metalik biasanya mempunyai cerat

lebih gelap daripada cerat mineral dengan kilap non metalik.

 Kekerasan (Hardness)

Salah satu sifat fisik mineral yang sangat berguna adalah kekerasan, yaitu daya tahan mineral terhadap abrasi atau goresan.

Kekerasan suatu mineral yang belum diketahui dapat diukur dengan menggoreskan pada mineral lain yang telah diketahui

kekerasannya, atau sebaliknya. Nilai kekerasan dapat disebandingkan dengan skala Mohs, yaitu urutan dari kekerasan mineral yang

terdiri dari 10 mineral dengan kekerasan mulai dari 1 sampai 10.

1 Talk

2 Gipsum

3 Kalsit

4 Fluorit

5 Apatiti

6 Ortoklas

7 Kuarsa

8 Topaz

9 Korondum

10 Intan

 

                Mineral yang tidak diketahui kekerasannya dapat juga dibandingkan dengan benda lain yang diketahui kekerasannya.

Beberapa benda yang diketahui kekerasannya antara lain kuku manusia mempunyai kekerasan 2,5, kaca 5,5 dan logam tembaga 3.

Mineral gipsum dapat dengan mudah digores dengan kuku, sedangkan kalsit dapat menggores kuku manusia. Mineral Intan

merupakan mineral yang paling keras yang sangat umum, dan dapat digunakan untuk memotong kaca dengan mdah.

Belahan (Cleavage)

Belahan adalah kecenderungan mineral untuk pecah melalui bidang yang rata. Mineral yang mempunyai bidang belah dapat

diketahui dengan menunjukkan adanya bidang yang rata apabila mineral tersebut dipecahkan. Contoh mineral dengan belahan yang

baik adalah mika. Karena mika mempunyai belahan satu arah, maka bila mineral tersebut dihancurkan akan membentuk lembaran-

lembaran yang tipis. Mineral dapat mempunyai belahan beberapa arah, tetapi ada pula mineral yang tidak mempunyai bidang belahan.

Mineral yang mempunyai belahan lebih dari satu arah dikenal dengan jumlah bidang rata yang ditunjukkan dan sudut yang dibentuk

oleh bidang belahannya.

Pecahan (Fracture)

Pecahan merupakan kenampakan pecahan dari mineral. Kenampakan ini kebanyakan ditunjukkan oleh mineral yang tidak

mempunyai bidang belahan. Mineral kuarsa menunjukkan kenampakan seperti pecahan kaca yang disebut konkoidal. Kebanyakan

mineral menunjukkan pecahan tidak rata.

Berat jenis (specifik gravity)

Berat jenis merupakan angka yang menunjukkan perbandingan antara berat mineral dengan berat dari volume air. Jika mineral

mempunyai berat 3 kali dari berat air dengan volume yang sama, maka mineral tersebut mempunyai berat jenis 3. Secara praktis berat

jenis mineral dapat diperkirakan dengan menimbang di tangan. Bila mineral tersebut terasa berat, seperti beratnya satu contoh batuan,

maka berat jenisnya sekitar 2,5 sampai 3. Mineral logam umumnya memiliki 3 kali lipatnya. Galena mempunyai berat jenis 7,5

sedangkan berat jenis emas 24 karat adalah 20.

Mineral dengan berat jenis lebih besar dari 2,89 disebut dengan mineral berat. Mineral berat ini diperoleh dengan

memisahkannya dari mineral ringan dengan menggunakan cairan berat biasanya dipakai cairan bromoform. Asosiasi kumpulan

mineral berat dapat digunakan untuk mengetahui sumber material dari sedimen atau batuan sedimen.

 

Penggolongan Mineral

Lebih dari 2000 mineral telah diketahui sampai sekarang ini, dan usaha-usaha untuk mendapatkan mineral-mineral baru terus

dilakukan. Dari jumlah tersebut hanya beberapa yang umum atau sering dijumpai. Mineral-mineral yang dominan sebagai pembentuk

batuan penyusun kerak bumi disebut mineral pembentuk batuan (Rock Forming Minerals). Selain itu hanya sekitar 8 unsur yang

dominan menyusun mineral-mineral tersebut. Dua unsur yang paling dominan adalah oksigen dan silikon yang bergabung untuk

menyusun kelompok mineral yang sangat umum yaitu mineral silikat. Setiap mineral silikat disusun oleh oksigen dan silikon, kecuali

kuarsa, ditambah dengan satu atau lebih unsur lainnya untuk membentuk sifat kelistrikan yang netral. Setelah mineral silikat, group

mineral yang umum adalah mineral karbonat dengan mineral kalsit merupakan mineral yang paling umum. Mineral yang umum

sebagai pembentuk batuan adalah gipsum dan halit.

Beberapa mineral pembentuk batuan merupakan mineral-mineral yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Mineral-

mineral tersebut biasanya merupakan mineral bijih dari logam seperti hematit (besi), sfalerit (seng) dan galena (timbal). Selain itu

group mineral hanya disusun oleh satu unsur saja yang disebut native mineral seperti emas, platina dan karbon (intan). Perlu juga

dicatat, mineral pembentuk batuan lainnya juga banyak mempunyai nilai ekonomis tinggi, seperti mineral kuarsa dapat digunakan

untuk industri kaca, mineral kalsit sebagai mineral utama dalam industri semen.

 

Tabel. Kelimpahan dari unsur-unsur dalam kerak bumi

 

Oxygen (O) 46,6 %

Silicon (Si) 27,7 %

Aluminium (Al) 8,1 %

Iron (Fe) 5,0 %

Calcium (Ca) 3,6 %

Sodium (Na) 2,8 %

Potassium (K) 2,6 %

Magnesium (Mg) 2,1 %

Lainnya 1,5 %

 

 

Mineral-mineral Silikat

 

                   Mineral feldspar merupakan kelompok mineral yang sangat dominan. Mineral ini menyusun lebih dari 50% kerak bumi.

Kuarsa merupakan mineral yang umum kedua pada kerak benua, hanya disusun oleh unsur silikon dan oksigen.

                   Setiap group dari mineral silikat mempunyai struktur silikat yang karakteristik. Struktur dalam dari mineral berhubungan

erat dengan sifat belahan dari mineralnya. Karena ikatan antara silikon dan oksigen sangat kaut, maka mineral-mineral silikat

cenderung untuk membelah melalui struktur silikon-oksigen daripada memotong struktur tersebut. Contohnya mika mempunyai

struktur lembarang dan cenderung untuk membelah melalui bidang lembaran yang tipis. Kuarsa yang mempunyai ikatan silikon-

oksigen sangat kuat pada semua arahnya, tidak mempunyai bidang belahan.

Tabel. Mineral-mineral silikat yang umum

 

Mineral Komposisi Kimia Belahan Struktur

Silikat

Olivin (Mg,Fe)SiO4 Tidak ada Tetrahedron

tunggal

Group Piroksin (Mg,Fe)SiO3 Dua arah saling Struktur rantai

tegaklurus

Group Amfibol (Ca2Mg5)Si8O22(OH)2 Dua arah 60o

dan 120o Rantai ganda

Mika   (Muskovit)

         (Biotit)

KAl3Si3O10(OH)2

K(Mg,Fe)3Si3O10(OH)2

Satu arah Lembaran

Feldspar    (Ortoklas)

                (Plagioklas) KalSi3O8

Dua arah saling

tegaklurus Lembaran

Kuarsa SiO2 Tidak ada Rangkaian tiga

dimensi

 

                   Kebanyakan mineral-mineral silikat terbentuk ketika cairan magma mulai mendingin. Proses pendinginan ini dapat terjadi

dekat permukaan bumi atau jauh di bawah permukaan buki dimana tekanan dan temperatur lingkungannya sangat tinggi. Lingkungan

pengkristalan dan komposisi kimia dari magma sangat mempengaruhi macam mineral yang terbentuk. Contoh, mineral olivin

mengkristal pada temperatur tinggi. Sebaliknya kuarsa mengkristal pada temperatur yang rendah. Beberapa mineral silikat sangat

stabil pada permukaan bumi dan tetap menunjukkan sifat fisiknya pada hasil pelapukan dari batuan. Mineral silikat lainnya terbentuk

pada kondisi tekanan yang ekstrim yang berasosiasi dengan proses metamorfisme. Setiap mineral silikat akan mempunyai struktur dan

komposisi kimia yang dapat menunjukkan kondisi pada waktu pembentukkannya.

                   Macam mineral silikat dapat digolongkan berdasarkan komposisi kimianya. Mineral silikat ferromagnesian adalah mineral

silikat yang mengandung ion besi dan atau magnesium di dalam struktur mineralnya. Mineral-mineral silikat yang tidak mengandung

ion-ion besi dan magnesium disebut mineral silikat non ferromagnesian. Mineral-mineral silikat ferromagnesian dicirikan oleh

warnanya yang gelap dan mempunyai berat jenis antara 3,2 sampai 3,6. Sebaliknya mineral-mineral silikat non ferromagnesian pada

umumnya mempunyai warna terang dan berat jenis rata-rata 2,7. Perbedaan tersebut terutama disebabkan oleh ada tidaknya unsur besi

di dalam mineral tersebut.

 

Mineral Silikat Ferromagnesian

 

                   Olivin adalah mineral silikat ferromagnesian yang terbentuk pada temperatur tinggi, berwarna hitam sampai hijau

kehitaman, mempunyai kilap gelas dan pecahan konkoidal. Mineral olivin pada umumnya menunjukkan kenampakan butiran

bentuknya relatif kecil dan bundar. Olivin disusun oleh tetrahedra tunggal yang diikat bersama oleh campuran ion besi dan magnesium

yang merangkai atom oksigen bersama-sama. Mineral ini tidak mempunyai bidang belahan karena struktur atomnya membentuk

aringan tiga dimensi sehingga tidak membentuk bidang yang lemah.

                   Piroksin, berwarna hitam, opak, dengan bidang belahan dua arah membentuk sudut 90o. Struktur kristalnya disusun oleh

rantai tunggal tertrahedra yang diikat bersama-sama dengan ion-ion besi dan magnesium. Karena ikatan silikon-oksigen lebih kuat

daripada ikatan antara struktur silikat, maka piroksin mudah terbelah sejajar dengan rantai silikat. Piroksin merupakan salah satu

mineral yang dominan dalam batuan beku basalt yang merupakan batuan yang umum pada kerak samudera.

                   Hornblende merupakan mineral yang umum dari kelompok amfibol. Mineral ini umumnya berwarna hijau gelap sampai

hitam. Belahannya dua arah membentuk sudut 60o dan 120o. Di dalam batuan, hornblende berbentuk prismatik panjang. Bentuk inilah

yang umumnya membedakan dengan piroksin yang umumnya berbentuk prismatik pendek. Hornblende umumnya dijumpai pada

batuan yang menyusun kerak benua.

                   Biotit merupakan anggota dari mika yang berwarna gelap karena kaya akan besi. Seperti mineral mika lainnya, biotit

disusun oleh struktur lembaran yang memberikan belahan satu arah. Biotit mempunyai warna hitam mengkilap yang membedakan

dari mineral ferromagnesian lainnya. Seperti hornblende, biotit juga banyak dijumpai pada batuan penyusun kerak benua, termasuk

batuan beku granit.

                   Garnet merupakan mineral yang strukturnya mirip olivin yaitu disusun oleh tetrahedra tunggal yang dirangkai oleh ion-ion

logam. Garnet juga mempunyai kilap kaca, tidak mempunyai bidang belahan dan pecahan konkoidal. Warna mineral garnet sangat

bervariasi, tetapi yang paling umum adalah coklat sampai merah tua. Garnet umumnya berbentuk kristal yang prismatik dan umumnya

pada batuan metamorf. Garnet yang transparant sering dijadikan batu mulia.  

Mineral Silikat Non Ferromagnesian

                     Muskovit adalah jenis mineral mika yang sangat umum. Berwarna terang dengan kilap seperti mutiara (pearly) dan

seperti mineral mika lainnya belahannya satu arah. Di dalam bataun muskovit sangat mudah dikenali karena sangat bercahaya

                   Feldspar merupakan group mineral yang sangat umum, dapat terbentuk pada rentang temperatur dan tekanan yang besar.

Group mineral feldspar mempunyai sifat fisik yang sama. Mineral ini mempunyai bidang belahan dua arah dan membentuk sudut

hampir 90o, relatif keras dan kilap bervariasi antara kilap kaca sampai mutiara. Di dalam batuan mineral ini dikenali dengan bentuknya

yang rektangular dan permukaan yang licin.

                   Struktur mineral feldspar adalah rangkaian tiga dimensi dari atom oksigen bergabung dengan atom silikon. Seperempat

sampai setengah dari atom silikon tergantikan oleh aton aluminium. Perbedaan valensi antara aluminium (+3) dan silikon (+4),

menyebabkan terjadinya inklusi satu atau lebih oleh ion-ion seperti potasium (-1), sodium (-1) dan kalsium (+2). Karena adanya

perbedaan inklusi didalam strukturnya, mineral feldspar dapat dibedakan menjadi 2 macam. Mineral ortoklas merupakan mineral

feldspar dengan ion potasium di dalam struktur kristalnya. Plagioklas feldspar adalah mineral feldspar dengan ion kalsium dan atau

sodium di dalam struktur kristalnya.

                   Mineral ortoklas berwarna krem terang sampai merah jambu, sedangkan plagioklas berwarna putih sampai abu-abu terang.

Meskipun keduanya mempunyai warna yang berbeda, tetapi warna tersebut tidak dapat dijadikan sebagai dasar untuk

membedakannya. Salah satu sifat fisik yang dapat membedakannya adalah adanya striasi yang sejajar pada mineral plagioklas yang

tidak dijumpai pada mineral ortoklas.

                   Kuarsa merupakan mineral silikat yang hanya disusun oleh silikon dan oksigen. Mineral kuarsa juga sering disebut silika

karena komposisinya SiO2. Karena struktur kuarsa mengandung dua atom oksigen untuk tiap atom silikon, maka tidak dibutuhkan lagi

ion positif untuk menjadikan mineral kuarsa ini netral. Struktur kristal kuarsa membentuk jaringan tiga dimenasi yang lengkap antara

ion oksigen  disekitar ion silikon, sehingga membentuk suatu ikatan yang kuat antara keduanya. Akibatnya kuarsa tidak mempunyai

bidang belahan, sangat keras dan resisten terhadap proses pelapukan. Kuarsa mempunyai belahan konkoidal. Pada bentuknya yang

sempurna kuarsa sangat jernih, membentuk kristal heksagonal dengan bentuknya piramidal. Warna mineral kuarsa sangat bervariasi

tergantung pada proses pengotoran pada waktu pembentukannya. Variasi warna ini menyebabkan adanya bermacam mineral kuarsa.

Mineral kuarsa yang umum adalah kuarsa susu (putih), kuarsa asap (abu-abu), kuarsa ros (pink), ametis (purple) dan kristal batuan

(clear).

                   Lempung adalah terminologi untuk kompleks mineral yang seperti mika mempunyai struktur lembaran. Mineral lempung

pada umumnya berbutir sangat halus dan hanya dapat dipelajari dengan bantuan mikroskop. Mineral lempung merupakan hasil dari

pelapukan kimia mineral silikat, sehingga mineral ini sangat dominan menyusun soil yang terdapat pada permukaan bumi. Salah satu

mineral lempung yang sangat umum adalah kaolinit yang sering dimanfaatkan dalam bermacam-macam industri seperti keramik.  

Mineral Non Silikat  

                   Meskipun macam kelompok mineral ini sangat bernilai ekonomis, tetapi ada juga yang sangat jarang dijumpai bila

dibandingkan dengan mineral silikat.

 

Group Mineral Formula Kegunaan

Oksida

Hematit

Magnetit

Korondum

Fe2O3

Fe3O4

Al2O3

Bijih besi

Bijih besi

Abrasive

Sulfida

Galena

Sfalerit

Firit

Kalkofirit

PbS

ZnS

FeS2

CuFeS2

Bijih umbal

Bijih seng

 

Bijih tembaga

Sulfat Gipsum CaSO4.2H2O Untuk perekat

Anhidrit

CaSO4

Untuk perekat

Halida Halit

Fluorit

NaCl

CaF2

Garam manapun

Industri logam

Karbonat

Kalsit

Dolomit

Malasit

CaCO3

CaMg(CO3)2

Cu(OH)2CO3

Semen portland

Semen portland

Bijih tembaga.

Unsur native

Emas

Tembaga

Intan

Sulfur

Grafit

Au

Cu

C

S

C

 

 

Mineral karbonat mempunyai struktur yang lebih sederhana dibandingkan dengan mineral silikat. Group mineral ini disusun oleh ion

karbonat kompleks (CO32-), dan satu atau lebih ion positif. Dua macam mineral karbonat  yang sangat umum adalah kalsit CaCO3 dan

dolomit (CaMgCO3)2. Kedua mineral tersebut sangat sulit dibedakan karena keduanya mempunyai sifat fisik dan kimia yang relatif

sama. Keduanya mempunyai kilap vetrous, kekerasan 3 – 4, dan mempunyai belahan rombik. Tetapi eduanya dapat dibedakan dengan

larutan asam klorida, tetapi dolomit hanya dapat bereaksi dalam keadaan bubuk. Kalsit dan dolomit dapat dijumpai bersama-sama

sebagai penyusun batugamping dan doloston. Bila mineral kalsit yang dominan batuannya disebut batugamping, sedang bila dolomit

yang dominan disebut doloston. Batugamping sangat banyak kegunaannya seperti sebagai bahan bangunan, dan bahan pokok dalam

industri semen. Sedangkan dolomit disebut juga batukapur pertanian, karena sering digunakan untuk menyuburkan tanah.

                Dua macam mineral non silikat lainnya yang sering dijumpai dalam batuan sedimen adalah halit dan gipsum. Halit adalah

nama mineral untuk garam dapur, sedang gipsum adalah mineral yang sering digunakan sebagai bahan perekat dan sebagai material

bahan bangunan.

 

PROJE DETAY BİLGİSİ       [Önceki Sayfa]

DÖNEM

1

YIL 2004

PROJE ADIKompozit Malzemelerin Üretimi ve Mekanik Özelliklerinin Bilgisayar Ortamında

Modellenmesi ve Simülasyonu

YÜRÜTÜCÜ Yrd.Doç.Dr. Adem Demir

KURULUŞ Sakarya Ü.

DEĞERLEND

İREN GRUPMİSAG

PROJE

ÖZETİ

Bu proje önerisinde, ülkemizin teknolojiyi ithal eden değil üreten gelişmiş ülkeler arasında

yer alabilmesi için bilişim teknolojileri, biyoteknoloji ve diğer jenerik teknoloji alanlarında

olduğu gibi, bir devrim niteliğinde değerlendirilen nanoteknoloji alanında da araştırma ve

geliştirme faaliyetlerinin önünü açacak her türlü desteği vermesi ve bunun için gerek

duyulacak tüm kaynakları seferber etmesi kaçınılmazdır. Kompozit malzeme üretiminden

sonra sonlu elemanlar metodundan yararlanılarak malzemenin nümerik modellenmesi

yapılacaktır. Kompozit malzemenin modellenmesinde öncelikle üretilen malzeme

bilgisayar ortamında tanımlanacak ve gerekli sınır şartları girildikten sonra üretilen

kompozit malzemenin mekanik özellikleri incelenecektir. Daha sonra bu özellikler

deneysel sonuçlar ile karşılaştırılacak ve bir yaklaşım elde edilecektir. Bu iki teknolojik

gelişmenin bir arada kullanılması amaçlanmaktadır. Tüm bunların yanında, ihtiyaç

duyulacak araştırmacı kadrosunun yetiştirilmesi, her türlü eğitim-öğretim faaliyetlerine yer

verilmesi ve konu ile ilgili toplumsal farklılığın sağlanması da öngörülmektedir.

Metal Matriks Kompozitler, metallerin süneklik ve tokluğunu, seramiklerin yüksek

mukavemet ve yüksek elastik modül özelliklerini birleştirmelerinden dolayı gelişen

teknolojinin ihtiyaç duyduğu yüksek elastik modülüne, yüksek çekme-basma ve akma

mukavemetine, yüksek servis sıcaklığına sahip, son derece önemli mühendislik

malzemeleri olmuşlardır. Bu kompozitlerin karıştırma döküm, toz metalürjisi, emdirme

(infiltrasyon) ve difüzyonla birleşme gibi bir çok üretim teknikleri vardır. En yaygın ve

ekonomik olanı karıştırma döküm tekniğidir. Bu nedenle endüstride de kolay uygulama

alanı bulabilen karıştırma döküm tekniği ile seramik partikül destekli AMK’ lerin üretimi

ve mekanik özellikleri incelenmiştir.

Bu araştırma projesinde, kimyasal yöntemle Al2(SO4)3(14-16)H2O(342g/mol) ve

(NH4)2SO4(132g/mol) karıştırılarak bir sulu çözelti hazırlanır ve bir seramik pota

içerisinde 1200°C de fırınlanır. Sıcaklık 1200°C ye çıkıncaya kadar pota içerisindeki çeşitli

reaksiyonlar sonucu köpürme meydana gelir ve yüksek gözenekli alüminabir yapı

oluşur. Sülfat iyonlarının ayrışması ile gözenekli alümina korondumelde edilir.

Sıcaklığın 1200°C ye çıkması ile -alümina ya dönüşür. Başlangıç alüminyum sülfat +

amonyum sülfat sulu çözeltisine partikül ilavesi yapıldığında partikül içeren yüksek

gözenekli seramik kompozit kek elde edilir. Katılan partikül oranına göre üretilen seramik

kompozitin gözenek oranı ayarlanabilmektedir.

Bu projede, bu proses kullanılarak farklı türde seramik tozları (SiC, SiO2, Si3N4, B3C4,

TiN ve TiC) sulu çözelti içerisine katılarak gözenekli seramik kompozit üretimi

geçekleştirilir. Elde edilen seramik kekler farklı sıcaklık ve farklı atmosferlerde sinterlenir.

Sinterleme sonrası elde edilen keklerin fiziksel mekanik ölçülecek, gözenek boyutu

dağılımı ve gözenek oranı tespit edilir. Aynı çalışmada nano boyutta bulunabilen seramik

tozları ile yapılarak nano kompozitler üretilir. Üretilen gözenekli seramik kompozitler

farklı metal alaşımlar ile infiltraryonu gerçekleştirilir.

Üretilen tozun x-ışınları difraksiyon analizi ve üretilen kompozitlerin optik ve SEM

(Taramalı Elektron Mikroskobu) analizleri incelenir. Üretilen seramik preformların basma

gerilme özeliklerinin katılan seramik partiküllerin ve gözeneklerin oranına göre değişimi

tespit edilir. İnfiltrasyon sonucu elde edilen seramik partikül destekli Metal Matriks

Kompozitlerin çekme, eğme ve aşınma davranışları incelenir.

Deneysel ve nümerik incelemelerden sonra üretilen kompozit malzemelerin geleneksel

davranışı tespit edilir. Her iki çalışma arasında gerekli optimum yaklaşım elde edildikten

sonra nümerik çalışmanın farklı sınır şartlarına karşı mekanik özelliklerinin nasıl değiştiği

tespit edilir. Parametrelerin optimize edilmesi ile uygulama alanına en uygun kompozit tür

ve şartları tespit edilir.

[Önceki Sayfa]

Sumber : www.geocities.com/mineralsgems/index.htm