Naslov
Optimiranje otpornosti na koroziju visokočiste aluminijeve oksidne keramike
(Optimization of corrosion resistance of high purity alumina ceramics)

Autori
Ivana Ropuš

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
07.06

Godina
2021

Stranica
159 + XLII

Mentor
Prof. dr. sc. Lidija Ćurković

Ključne riječi
aluminijev oksid (Al2O3), konvencionalno sinteriranje, hibridno mikrovalno sinteriranje, mikrostruktura, mehanička svojstva, korozija keramike, metoda odzivnih površina
(alumina (Al2O3), conventional sintering, hybrid microwave sintering, microstructure, mechanical properties, corrosion of ceramics, response surface methodology)

Sažetak
U radu su oblikovani sirovci visokočiste aluminijeve oksidne (Al2O3) keramike hladnim izostatičkim prešanjem. Ispitan je utjecaj konvencionalnog sinteriranja (električna peć) i nekonvencionalnog sinteriranja (hibridna mikrovalna peć) na mikrostrukturu, gustoću, mehanička svojstva (tvrdoća, žilavost, indeks krhkosti) i otpornost na koroziju Al2O3 keramike. Otpornost na koroziju Al2O3 keramike sinterirane konvencionalnim (EP-Al2O3) i nekonvencionalnim (MP-Al2O3) postupcima određena je izlaganjem različitim koncentracijama nitratne kiseline (0, 5 mol dm-3, 1, 25 mol dm-3 i 2 mol dm-3) te različitim temperaturama (25, 40 i 55 °C) do 240 sati. Potom su određene masene koncentracije iona Al3+, Ca2+, Fe3+, Mg2+, Na+ i Si4+ eluiranih iz Al2O3 keramike atomskom emisijskom spektrometrijom uz induktivno spregnutu plazmu. Otpornost na koroziju Al2O3 keramike procijenjena je na temelju (i) mjerenja masenih koncentracija eluiranih iona, (ii) analize stupnjeva otapanja iona, (iii) određivanja konstanti brzina korozije, (iv) određivanja energija aktivacije i (v) postignutih mikrostruktura u dva postupka sinteriranja. Za procjenu parametara otpornosti na koroziju u promatranom eksperimentalnom prostoru odabranog sustava „ispitni uzorak - korozivni medij“ korištena je metoda odzivnih površina. Izlaganje Al2O3 keramike korozivnom mediju provedeno je prema Box-Behnken planu pokusa. Potom je provedena analiza varijance EP-Al2O3 i MP-Al2O3 keramike kako bi se odredila značajnost pojedinih članova modela te su određene regresijske funkcije. Postupkom eksperimentalne optimizacije određeni su uvjeti postizanja maksimalne otpornosti na koroziju konvencionalno i nekonvencionalno sinterirane Al2O3 keramike. Visokočista EP-Al2O3 keramika, s većim kristalnim zrnima i porama te manjom relativnom poroznošću, pokazuje bolju otpornost na koroziju pri višim koncentracijama HNO3, dok je MP- Al2O3 keramika, koja sadrži sitnija zrna i pore te višu relativnu poroznost, kemijski postojanija pri nižim koncentracijama HNO3. Kiseli korozivni medij nije bitno utjecao na tvrdoću ispitivane Al2O3 keramike. Dobivenim rezultatima potvrđena je hipoteza o mogućnosti proizvodnje visokočiste Al2O3 keramike konvencionalnim i nekonvencionalnim postupcima sinteriranja s povoljnom mikrostrukturom za primjenu u kiselom korozivnom mediju.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA