prof. dr. Şenol yilmaz & prof. dr. h. Özkan...

SAÜ. MÜH. FAK. METALURJİ VE MALZ. MÜH. BÖL., “SERAMİK MALZEMELER” , 2015-16 GÜZ YARIYILI

Prof. Dr. Şenol YILMAZ & Prof. Dr. H. Özkan TOPLAN & Doç. Dr. A. Şükran DEMİRKIRAN

44

5. SERAMİK MALZEMELERİN ŞEKİLLENDİRİLMESİ

5.1. Şekillendirmede Kullanılan Yardımcı Malzemeler

Çeşitli üretim yöntemleriyle elde edilmiş tozlar, şekillendirme prosesine bağlı olarak seçilen

bir takım katkı maddeleri ilavesiyle şekillendirmeye hazırlanır. Bu katkı maddeleri;

• Pişmemiş yaş haldeki ürüne mukavemet kazandırmak amacı ile ilave edilen

bağlayıcılar (Su, organikler (PVA : poli vinil alkol), reçineler (fenolik reçine v.b),

alkaliler (cam suyu: Na2SiO3, v.b), inorganikler (kil v.b) olabilir),

• Presleme esnasında tozlar arasındaki sürtünmeyi azaltmak amacıyla ilave edilen

yağlayıcılar (Aluminyum streat, talk, kil v.b),

• Sinterlemede densifikasyonu arttırmak amacı ile ilave edilen katkı maddeleri

(Deflokülantlar (çekmeyi azaltan malzeme), Sürfaktanlar (parafin gibi yüzey

gerilimini ve topaklanmayı azaltan malzemeler)

• Plastisiteyi arttırmak ve ıslatma özelliklerini iyileştirmek amacıyla ilave edilen

plastikleştiriciler (Polietilen glikol v.b) olarak sıralanabilir.

Bu katkı maddeleri arasında en önemli yeri tutan bağlayıcılardır. Bağlayıcılar, tozları bir

arada tutarak kolay şekil almayı, seramik malzemenin yaş mukavemet kazanmasını, kurutma

ve sinterleme prosesi sırasında şeklinin bozulmamasını ve dağılmamasını sağlar.

Bağlayıcılar organik ve inorganik esaslı bağlayıcılar olmak üzere iki türlüdür. Organik

bağlayıcılara örnek olarak balmumu ve reçine gösterilebilir. Bu maddeler suda

çözünmedikleri için ıslak proseslerde şekillendirme için uygun değillerdir. Ergime ve

enjeksiyonla şekillendirmede kullanılırlar. Organik bağlayıcılar şekillendirme esnasında

yanarak ortamdan uzaklaşırken inorganik bağlayıcılar yapıda kalarak seramiğin bir bileşeni

haline gelirler.



45

5.2. Geleneksel Seramik Malzemelerin Üretimi

Geleneksel seramik malzemelerin üretim akım şeması aşağıda verilmektedir.

Şekil 5.1. Geleneksel seramiklerin üretim akım şeması

Özlü hammaddeleri tanklarda açma ve özsüz maddeleri bilyeli değirmenlerde öğütme sonrası

bir araya getirilir ve seramik çamur hazırlanır. Daha sonra bu çamur elek ve manyetik

ayırıcılardan geçirilir. Böylece FeO’li empüritelerin maseye kaçmaları önlenmiş olur. Filter



46

pres, havuz içerisindeki çamurda bulunan kil ile suyu birbirinden ayırır. Suda bulunan ve suda

eriyen empüriteler suyla uzaklaştırılır. Buradan % 25-30 su içeren bir kek elde edilir. Artık

elde edilen keke şekil verilebilir. İki yöntemle şekillendirme söz konusudur.

1. Döküm çamuru hazırlanır. Döküm için (slip döküm) çamur hazırlanırken filter pres

keki filter keklerini açma havuzuna yollanır ve eletrolit (akışkanlığı arttırmak ve

böylece kil mineralini askıda tutmak için) ilave edilir. Böylece döküm için uygun

çamur hazırlanır

2. Presle şekillendirmede de 2 yöntem izlenebilir. Çamurdan yapılacak presleme de

çamur içinde (filter pres keki) hava kaldığından direkt olarak kullanılamaz. Ancak

vakum ile hava alınarak tornaya gönderilir ve şekil verilir. Tozlarla yapılacak pres ile

şekillendirme yönteminde ise sulu numunedeki suyun tamamen alınması gereklidir.

Bunun için ya elek ve manyetik ayırıcıdan geçirilen çamur sprey kurutucuda kurutulur

ve daha sonra şekillendirme yapılır yada filter pres keki makarna presten geçirilip

kurutulur ve daha sonra preslenir.

Malzeme, ister döküm ile ister tornada isterse pres yöntemi ile şekillendirilsin mutlaka

kurutulması gereklidir. Daha sonra mukavemet kazandırmak için bisküvi pişirimine (900-

1000oC) tabii tutulur. Ardından sır ve mase pişirimi (malzemeye göre 1200-1400oC) yapılır.

5.3. Seramik Malzemelerin Şekillendirilmesinde Kullanılan Yöntemler

Seramik malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılan yöntemler aşağıda özetlenmiştir.

• Kuru şekillendirme

• Kuru presleme

• Soğuk izostatik presleme [CIP (Cold Isostatic Pressing)]

• Sıcak izostatik presleme [HIP (Hot Isostatic Pressing)]

• Yaş Şekillendirme (slip döküm)

• Yarı yaş şekillendirme

• Serbest şekillendirme

• El tornasında çevirme

• Yarı otomatik tornalar



47

• Otomatik tornalar

• Ekstrüzyon

• Enjeksiyon

• Şerit Döküm (Tape Casting, Doktor Blade)

• Presleme

• Deri sertliğinde şekillendirme

• Plazma sprey teknolojisiyle ile şekillendirme

5.3.1. Kuru şekillendirme

5.3.1.1. Kuru presleme

Bu yöntem; kalıp boşluğuna doldurulmuş tozlara tek yönlü veya çift yönlü olarak basınç

uygulayarak şekillendirme esasına dayanmaktadır. Çeşitli yöntemler kullanılarak toz haline

getirilmiş olan elementel veya ön alaşımlandırılmış tozlar ile tozların şekillendirilmesini

kolaylaştıracak katkı maddelerinin (bağlayıcı) harmanlanmasından oluşan seramik

hammaddesi çelik kalıp boşluğuna yerleştirilir ve hidrolik veya mekanik preslerde alt ve/veya

üst pistonlar vasıtası ile basınç uygulayarak istenen mamul şekli verilir. Kuru preslemede,

presleme öncesi tozlar % 1–8 arasında su + bağlayıcı karışımı ile rutubetlendirilerek preslenir.

Bu yöntem, basit ve kolayca uygulanabilen bir yöntem olup genellikle küçük ve basit

parçaların seri olarak üretimi için kullanılmaktadır. Yer ve duvar kaplamaları, elektro-

porselen ve çeşitli süs eşyaları kuru presleme ile üretilebilmektedir. Bu yöntem seçilirken,

seramik tozlarının yüksek sertlikte olduğu, kalıplanan şeklin boyut hassasiyeti ve sürtünme

nedeniyle kalıbın ömrü dikkate alınmalıdır. Şekil 5.2’de kuru presleme şematik olarak

görülmektedir.

5.3.1.2. Soğuk izostatik presleme [CIP (Cold Isostatic Pressing)]

CIP, kuru presle şekillendirme imkânı olmayan şekil ve kalitedeki ürünlerin

şekillendirmesinde kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem, esnek bir malzemeden yapılan kalıp

içerisine seramik hammaddesinin doldurulması ve hidrolik bir basınç uygulanarak

malzemenin şekillendirilmesi esasına dayanır. Bu yöntemle üretim yapılmadan önce 30



48

MPa’dan daha düşük bir basınçta ön şekillendirmenin yapılması gereklidir. CIP’de kompakt

hale getirilmiş olan parçaya, yüksek sıcaklık sinterlemesi uygulanarak daha yüksek yoğunluğa

sahip ürünler elde edilmektedir. Bu yöntemde kullanılan kalıplar dayanıklı esnek kauçuk ve

sentetik malzemelerden yapılır. Böylece basıncın ürünü meydana getirecek toz üzerine

homojen bir şekilde tatbik edilmesi sağlanır. Esnek olan kalıp malzemesinin yüzeyine hidrolik

basınç uygulanmakta ve kalıbın yüzeyinde çok homojen bir basınç sağlanırken presleme gücü

de arttırılmaktadır (Şekil 5.3). Ek olarak, bu yöntem kalıp iç yüzeyi ile hammadde arasındaki

sürtünmeyi azaltır.

Şekil 5.2. Kuru presleme



49

Şekil 5.3. Soğuk izostatik presleme [CIP (Cold Isostatic Pressing)] 5.3.1.3. Sıcak izostatik presleme [HIP (Hot Isostatic Pressing)]

Sıcak izostatik presleme (HIP) prensip olarak soğuk izostatik preslemeye (CIP) benzer.

Ancak, HIP eş eksenli uygulanan basınçla birlikte basınç kabının ısıtılarak tozların daha az

kuvvetle ve daha yüksek yoğunlukta şekillendirilmesidir. Yani HIP yönteminde toz kütlenin

sıkıştırılarak şekillendirilmesi ve sinterlenmesi aynı anda gerçekleşmektedir. Ayrıca CIP’de

basınç geçirici ortam olarak çeşitli sıvılar kullanılırken HIP’de inert gazlar kullanılmaktadır

(Şekil 5.4.).

Seramik malzemelerin şekillendirilmesi sonrası sinterlenmesinden oluşan klasik yöntemde

sinterleme işlemi, yüksek sıcaklıkta ve uzun bir sürede yapılsa bile nihai malzemede, relatif

yoğunluk ancak % 80-90 mertebesindedir. Normal bir sinterleme işleminde difüzyon

prosesine bağlı olarak tam bir yoğunluk, ancak difüzyonun hızlı olduğu ergime noktasına

yakın yüksek sıcaklıklarda gerçekleşmektedir. Bu uygulamanın dezavantajı, refrakter ve

seramik malzemelerin çok yüksek ergime sıcaklıklarına sahip olmaları nedeni ile çok yüksek

sıcaklıklarda sinterlemenin hem teknik açıdan hem de ekonomik açıdan mümkün

olmamasıdır.



50

Seramik ürünlerin yoğunluğunu arttırmak için genellikle HIP’e başvurulur. HIP prosesinde

yoğunluk, büyük ölçüde atomların yayınması ile değil, toz malzemenin hareketi ile

gerçekleşmekte ve bu işlem düşük sıcaklıklarda ve daha kısa sürede sağlanmaktadır. HIP

kinetiğine etki eden parametreler sıcaklık, basınç, toz boyutu ve malzemenin mekanik

davranışıdır. HIP prosesi sonunda meydana gelen yoğunlaşma belirli boyuttaki toz ve sıcaklık

için HIP basıncına bağlı olarak değişmektedir.

Sıcak izostatik preslemenin önemi gün geçtikçe artmakta olup; klasik yöntemlerle poroziteyi

ortadan kaldırabilmek için gereğinden yüksek sıcaklık ve basınç altında uzun süre malzemeyi

tutmak yerine daha düşük sıcaklıklarda ve kısa sürede işlem tamamlanmaktadır. Bu sayede

hem mikroyapının tane boyutu küçük olmakta hem de enerji tasarrufu sağlanmaktadır.

Günümüzde HIP prosesi, takım çeliklerinin, nükleer yakıtın, titanyum alaşımlarının, refrakter

malzemelerin, seramik kompozitlerin ve süper alaşımların üretiminde kullanılmaktadır.

Şekil 5.4. Sıcak izostatik presleme [HIP (Hot Isostatic Pressing)]

5.3.2. Yaş Şekillendirme (slip döküm)

Slip döküm seramiğe has bir şekillendirme yöntemi olup, çok uzun bir kullanım tarihine

sahiptir. Slip döküm ile şekillendirme prosesinde, ince seramik tozu % 25-30 veya daha fazla

su veya başka bir çözücü ile bilyalı değirmende karıştırılarak çamur haline getirilmekte,

hazırlanan bu sulu çamur (slip), alçı kalıplara dökülmektedir. Çamurdaki su, gözenekli alçı



51

kalıp tarafından emilir (Şekil 5.5), belirli bir süre geçtikten sonra, fazla slip geriye boşaltılır ve

daha sonra şekillendirilmiş malzeme kalıptan alınır. Slip dökümde çamur, seramik toz, sıvı

(su veya organik) ve prosese yardımcı olacak katkılar bilyalı öğütücü veya bir başka

karıştırıcıda karıştırılarak hazırlanır. Bu şekilde en yüksek oranda katı içeren ve yeterli

akıcılığa sahip çamur hazırlanmış olur. Slip hazırlamada kullanılan tozun tane iriliği ve

dağılımı önemli faktörler olduğundan iyi kontrol edilmesi ve aglomerasyonun olmaması

istenir. Bunu sağlamak için slip birkaç saat süreli ultrasonik işlemden geçirilmeli, iyi bir

süspansiyon elde edilmesi için uygun elektrolit ilavesi yapılmalıdır. Bazen slipe cam suyu ve

deflokulant katılır. Bu yöntem, basit bir yöntem olup istenen incelikte, her boyut ve şekildeki

parça üretimi için uygundur. Ancak, pişme esnasında çekme miktarı tipik olarak % 25-30

mertebesinde olduğundan bu durum nihai ürünün boyut tahmininde güçlük oluşturmaktadır.

Yine bu yöntemin diğer bir dezavantajı da kuruma için oldukça uzun bir zaman

gerektirmesidir.

Diğer şekillendirme yöntemleri ile üretilemeyen her türlü parça slip dökümle

şekillendirilebilir. Örneğin, karışık parça ve şekillerden oluşan sağlık gereçleri, tornada

şekillendirilemeyen yuvarlak olmayan parçalar, pres kalıplarının yapılması zor ve pahalı olan

parçalar, alçı kalıp üzerine şekillendirilemeyen simetrik olmayan tabaklar, bazı özel

refrakterler, çaydanlık, kase gibi sofra takımları parçaları, biblo, vazo ve diğer süs eşyaları,

lavabo, klozet, küvet gibi sağlık gereçleri parçalarının şekillendirilmesinde yaş şekillendirme

(slip döküm) yöntemi kullanılır.

Slip döküm birkaç aşama gerektiren yavaş bir proses olduğundan yöntem prototip

çalışmalarda ve kısa süreli üretim dönemlerinde kullanılmaktadır. Slip dökümü hızlandırmak

için basınç uygulanabilir. Bu durum basınçlı slip döküm adını alır. Bu yöntemle

şekillendirilen parçalar daha az su içerdiğinden kuruma küçülmeleri daha az olmakta döküm

süresi ise 1-2 saatten 20 dakikaya kadar düşmektedir.

5.3.3. Yarı yaş şekillendirme

5.3.3.1. Serbest şekillendirme

Bu yöntemde, hazırlanan plastik çamur, plakalar şeklinde açılarak veya sucuklar şeklinde

yuvarlanarak ve bu parçalar birbirine eklenerek şekil verilir. Günümüzde artistik çalışmalarda

zaman zaman uygulanmaktadır.



52

Şekil 5.5. Yaş şekillendirme (slip döküm)

5.3.3.2. El tornasında çevirme

Bildiğimiz çömlekçi tablalarıdır. Kısmen havası alınan çamur tornanın döner tablasına

konarak merkezlenir ve maharet kazanmış eller ile simetrik şekiller verilebilir. Genellikle

çanak çömlek gibi basit seramik ürünlerin üretiminde kullanılır.

5.3.3.3. Yarı otomatik tornalar

Tamamen havası alınan çamurun kullanıldığı nispeten otomasyon sağlanan bir sistemdir.

Üretim; alçı kalıp içine veya üzerine o forma özel hazırlanmış şablonlarla hem ezilip hem de

kazınmak suretiyle yapılır. Bu tür şekillendirme genellikle akçini (kaolin, kil, kalker, feldspat

ve kuvarstan meydana gelen ve duvar karosu, mutfak eşyası ve süs eşyası yapımında

kullanılan malzeme), fincan, kâse, tabak gibi çeşitli sofra eşyası üretiminde kullanılır.

Hazırlanan akıcı çamur ile kalıbı

doldurmaKalıp sıvıyı çeker ve kalıp duvarları

boyunca kompakt oluşur

İstenen kalınlık elde edildikten

sonra kuruyan slipin fazlası alınır Kısmen kuruma sonrası kalıp çıkarılır



53

5.3.3.4. Otomatik tornalar

Genellikle imalat sayıları fazla sofra eşyasının şekillendirilmesi için kullanılır. El tornalarına

nazaran hem kalıp, hem de üst şablon otomatik olup, çok hızlı üretim yapılabilmektedir.

5.3.3.5. Ekstrüzyon

Uzunluğu genişliğinden fazla olan çubuk veya tüp gibi seramik parçaların

şekillendirilmesinde kullanılır. Bu yöntem için ilk önce bir çamur oluşturulur. Oluşturulan bu

ekstrüzyon çamurunda seramik toz, bağlayıcı, yağlayıcı, dağıtıcı ve diğer katkı maddeleri

bulunur. Bağlayıcılar sulu veya organik sistemlerden oluşur. Seramik tozları, yeterli

plastisiteyi sağlamak amacı ile % 25-30 mertebesinde organik bağlayıcı eklenerek yapışkan

bir hale getirilir ve nem ayarı yapıldıktan sonra karışım iyice karıştırılır, sonra uygun

şekildeki kalıptan ekstrüze edilir (Şekil 5.6). % 25-30 mertebesinde organik bağlayıcı

kullanıldığı ve bu miktar fazla olduğu için şekillendirme sonrası bağlayıcı giderme işlemi

yapılır.

Burada en önemli parametre seramik tozu olup, tozun tane iriliği ve dağılımı, şekli ve

aglomerasyonu çok önemlidir. Tane boyutu 1 µm mertebesinde verimli olup tane boyutu ne

kadar küçük ise ekstrüzyon özelliği artmaktadır. Sulu sistemlerde genellikle kil esaslı

bileşimler kullanılmaktadır. Filter preste suyu atılan seramik çamur, bir kek oluşturur ve

oluşan kek kıvamındaki çamur vakumlu ekstrüzyon makinasına verilir. İstenen şeklin nozülü

takılarak üretim gerçekleştirilir.

Şekil 5.6. Ekstrüzyon ile şekillendirme



54

Ekstrüzyon yöntemi ile alumina, mullit ve zirkonyadan fırın tüpleri, yalıtım malzemeleri, tüp

şeklindeki kapasitörler, çubuk, tuğla, fayans gibi sabit kesitli ve simetriye sahip ürünler

üretilebilir (Şekil 5.7).

Şekil 1.12. Ekstrüzyon ile şekillendirilmiş seramik malzemeler Şekil 5.7. Ekstrüzyon yöntemi ile üretilmiş çeşitli parçalar 5.3.3.6. Enjeksiyon

Plastik bir şekillendirme yöntemi olarak enjeksiyonla kalıplama tekniği kompleks şekilli ve

ince cidarlı parçaların ekonomik ve hızlı olarak üretilmesini sağlayan bir yöntemdir.

Bu yöntem, plastik endüstrisinde uzun yıllardan beri kullanılmakta olup; ilk seramik parça

üretimi, 1937 yılında yapılmış ve büyük miktarlarda buji üretimi gerçekleştirilmiştir. Bir

seramik toz-bağlayıcı karışımının bağlayıcı eriyene kadar ısıtılması ve daha sonra parçanın

istenen şekli aldığı ve yeniden katılaştığı bir kalıp boşluğu içerisine basınçla doldurulması

enjeksiyon kalıplama yönteminin temel prensibini oluşturur. Doldurulmuş kalıbın

soğutulması ile katılaştırılan polimer seramik karışımından polimerin kontrollü şartlar altında

uzaklaştırılması ile sinterlemeye hazır, kompleks nihai şekilli parçalar elde edilir (Şekil 5.8).

Enjeksiyonla kalıplama yönteminin üretim kademeleri sırası ile şöyledir ;

• Seramik tozun hazırlanması ve bağlayıcı formülasyonunun çıkarılması

• Homojen bir toz/bağlayıcı karışımının hazırlanması

• Enjeksiyon kalıplama



55

• Şekillendirilmiş parçadan bağlayıcının uzaklaştırılması

• Parçanın sinterlenmesi

Seramik enjeksiyon kalıplamada kullanılan hammaddeler temel olarak; seramik tozları ve

bağlayıcılar olmak üzere ikiye ayrılır. Seramik enjeksiyon kalıplamada, kolayca

sinterlenebilen, kalıplama esnasında gerekli akış özelliklerini sağlayan ve çok hassas boyutlu

kompleks parça üretimini mümkün kılan bir seramik tozu kullanılır. Seramik enjeksiyon

kalıplamada, kullanılan seramik tozu aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır.

• Geniş partikül boyut dağılımı

• Yüksek paketlenme yoğunluğu

• Aglomera olmama

• Küresel ve eş eksenli partikül şekli

• Hızlı sinterleme için düşük ortalama partikül boyutu

• Düşük maliyet

Enjeksiyon kalıplamada, seramik bağlayıcı kombinasyonuna doğru akış özellikleri veren bir

bağlayıcı formülasyon seçimi büyük önem arz etmektedir. Gerilmesiz, boşluksuz ve homojen

bir şekilde yoğun olarak kalıplanmış parça üretiminin temeli, uygun akış özellikleri verecek

temel bağlayıcının seçimine dayanır.

Bağlayıcı giderme, kalıplamadan sonraki en önemli aşama olup bu işlemde herhangi bir

hatanın yapılması, parçanın sinterleme öncesi bozulmasına sebep olacaktır. Parçaya zarar

vermeden bağlayıcıların alınması çok hassas bir işlem olup, çok dikkatli ve birçok aşamada

yapılmalıdır. Bağlayıcı giderme işleminde, parçadaki boşluk yapısı, bağlayıcıların kimyasal

özellikleri, bağlayıcı uzaklaştırma koşulları ve işlem süresi, parçanın son durumunu

belirleyeceğinden bu işlem için en uygun ve kolay çözüm, çok katışıklı bağlayıcı formülü

kullanmaktır. Böylece bağlayıcı bileşenlerinden biri uzaklaştırılırken diğeri tozları bir arada

tutacak ve parçanın hasar görmesi önlenecektir.

Bağlayıcı uzaklaştırmada önceleri sadece ısısal etkiyle gaz fazından yapılan uzaklaştırma

işleminde 300 saat gibi uzun süreler gerekirken, yeni geliştirilen kolay çözünebilen ve

zincirleri kolay kırılan bağlayıcılar sayesinde aynı işlem 2 saat’e kadar indirilebilmektedir.



56

Enjeksiyonla kalıplama, uygulamada seramiklerin şekillendirilmesinde başvurulan en son

yöntem olmasına rağmen, ufak boyutlu parçaların büyük miktarlarda üretimleri söz konusu

olduğunda, ham halde birçok mekanik işlemlerle şekillendirilmenin yapıldığı karışık

şekillerin üretiminde kuru presleme gibi geleneksel şekillendirme yöntemi yerine

kullanılmaktadır. Ayrıca yapıda oluşan homojen yoğunluk dağılımı sayesinde sinterleme

sonucunda ortaya çıkabilecek şekilsel bozuklukların önlenmesi açısından da kullanılması

tercih edilen bir yöntemdir.

Yöntemin temel avantajları; hızlı ve otomatik kütlesel üretim ile hassas boyutlu ve kompleks

şekilli parça üretiminin mümkün olmasıdır. Aşınma direnci yüksek nozüller, ateşleme

sistemlerindeki izolasyon parçaları, elektrostatik toz boya sistemlerinde kullanılan seramik

parçalar gibi seramikler bu yöntemle üretilmektedir. Üretilebilecek parça boyutlarının sınırlı

olması ve sinterleme öncesi bağlayıcı giderme işleminin uzun zaman alması, kalıp ve makine

maliyetlerinin çok yüksek olması, işlemin kontrolü için pahalı elektronik sistemlerin

gerekliliği, bu sistemlerin çevre şartlarına olan hassasiyeti ve tamirleri için uzman personel

gerektirmeleri yöntemin dezavantajlarıdır. Şekil 5.9’da bu yöntemle üretilen bazı parçaların

görüntüsü yer almaktadır.

Şekil 5.8. Enjeksiyonla şekillendirme



57

Şekil 5.9. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi’nde enjeksiyon kalıplama yöntemi ile elde

edilen seramik malzemeler 5.3.3.7. Şerit Döküm (Tape Casting, Doktor Blade)

Günümüzde ince şerit veya plaka halindeki seramiklerin üretiminde kullanılan şerit döküm

yöntemi elektronik seramik endüstrisinin en önemli proseslerinden birisidir. Elektronik

sanayinde, bilgisayarlarda kullanılan seramik malzemelerin üretiminde kullanılmaktadır.

Seramiğin sac halinde incecik ve düz bir şekilde üretilebildiği bir yöntemdir.

Şerit-döküm yönteminde bileşim, seramik toz, çözücü, dağıtıcı, plastikleştirici ve

bağlayıcıdan oluşmaktadır. İlk önce seramik tozu, çözücü, dağıtıcı ve yüzey ıslatıcı

maddelerle birlikte 24 saat karıştırılarak düşük viskoziteli bir çamur elde edilir. Daha sonraki

karıştırma ve homojenleştirme aşamasında plastisiteyi arttırıcı katkı maddeleri ve bağlayıcı

malzeme katılarak 24 saat daha karıştırma işlemi yapılır. İki aşamalı karıştırma, dağılımın iyi

olması ve bağlayıcı sisteminin özelliklerinin bozulmasını önlemek için uygulanır. Karıştırma

işlemi sonunda çamur ısıtılır, süzülür, havası alınarak çözücüde çözünmeyen, düz bir yüzeye

yayılır ve solvent uçurularak bünyeden uzaklaşması sağlanır. Bu işlemler, üretim ölçeği içinde

hareketli bir konveyör sistemi, hava üfleyen kurutma sistemi, ısıtıcı sistemi, döküm ünitesi,

şeridi sıyıran sistem ve şeridi saran makara ihtiva eden sürekli döküm makinesinde

gerçekleştirilir. Kurutma işleminden sonra, şerit ya makaraya sarılır veya kullanım amacına

uygun boyutlarda kesilir (Şekil 5.10).



58

Bu yöntem 0.01-1 mm inceliğinde çok tabakalı elektronik paketlerin, elektronik devre

altlıkları ve çok tabakalı kapasitörlerin üretiminde kullanılmaktadır. İki boyutlu parça

üretimine imkân sağlaması, yüzey parlaklığı kontrolünün zor olması, pişirme sırasında

organik bağlayıcının buharlaşarak yüzeyde pürüzler oluşturması yöntemin dezavantajlarıdır.

Şekil 5.10. Şerit döküm

5.3.3.8. Presleme

Bu yöntem ile, vakum pres, fitler pres veya mikserlerden elde edilen çamur, basit el kalıpları

veya otomatik presler vasıtasıyla tuğla, kiremit, yer plakası, şekilli refrakter tuğlalar gibi

ürünler şekillendirilebilir.

5.3.4. Deri sertliğinde şekillendirme

Havası alınmış ve çeşitli ölçülerde bloklara ayrılan çamur, döner bir tabla üzerinde kesici

bıçaklarla dıştan şekillendirilir. Alçak ve yüksek gerilim izolatörleri bu şekilde üretilir.



59

5.3.5. Plazma sprey teknolojisi ile şekillendirme

Kaplama malzemesinin plazma gazı içerisinden geçirilerek ergimiş halde kaplanacak

malzeme üzerine püskürtülmesi “plazma sprey kaplama tekniği” adını alır. Bu teknikte,

kaplanacak toz bir gaz eşliğinde gönderilmektedir. Aşağıda Şekil 5.11’de görüldüğü gibi

oluşturulan plazmaya karıştırılan tozlar ergiyerek kaplanacak yüzeye yüksek bir hızla

püskürtülmektedir. Plazma sprey kaplama tekniğinde argon, hidrojen ve azot gibi soy gazlar

kullanıldığından kaplanacak malzemenin oksitlenmesi en az seviyede olmaktadır. Bu tekniğin

en önemli avantajı yüksek plazma sıcaklığı sayesinde ergime sıcaklığı çok yüksek olan

malzemelerin kaplamada kullanılmasına imkân vermesidir. Kaplama sırasında oluşan yüksek

sıcaklık yardımıyla kristal oksitlerden camsı kaplamaların üretimi de plazma sprey tekniği ile

gerçekleştirilmektedir. Genellikle endüstriyel plazma sprey kaplama uygulamalarında, altlık

ile kaplama arasında iyi bir termal genleşme uyumu sağlanması amacı ile bağ tabaka

kullanılır. Aksi takdirde, oluşacak büyük termal gerilmeler kaplamada çatlamalara neden olur.

Son yıllarda bu yöntemle şekilli parça üretimi üzerine araştırmalar da yapılmaktadır.

Şekil 5.11. Plazma sprey tekniği

prof. dr. Şenol yilmaz & prof. dr. h. Özkan...

Documents