Geleneksel ve flaş sinterleme yöntemlerinin ZrO2-SnO2 nanokompozitlerin özelliklerine etkisi

Abstract

ZrO2-SnO2 nanokompoziti, elektro-eğirme tekniği ile nanofiber (NF) formunda hacimce (%v/v) üç farklı oranda üretilmiştir. NF’lerin mikro yapısı ve morfolojik karakterizasyonu, ZrO2-SnO2-ZrSnO4’ün üçlü sistemini ortaya koymaktadır. Ayrıca, NF’lerin bileşim oranı değiştirildiğinde, hem bant aralığı hem de elektriksel (flaş) sinterleme (ES veya FS) olayının sıcaklık ve sinter süresi değişimini etkilemiştir. FS deneyleri, termal (844-878 oC) ve elektrik alanı (420V/mm) altında 3,77mA/mm2 akım kesiminde kullanılmıştır. 1,58W/mm3 maksimum güç absorpsiyonu ile 80 saniyeden daha kısa bir sürede oldukça yoğun nanokompozitler elde edilmiştir. Düşük sinterleme sıcaklığı ve süresi sayesinde nanokompozitlerin nano yapılı yüzey morfolojisi elde edilmiştir. FS işleminin yanı sıra ZrO2-SnO2-ZrSnO4 KNF’leri geleneksel sinterleme (GS) yöntemi kullanılarak 1200 oC’de 1 saat süre ile sinterlenmiştir. Bu çalışmada, sinterleme tekniklerindeki farklılığın sinterlenme sıcaklığına ve süresine bunun yanında yoğunluk ve sertlik gibi özelliklerine etkileri incelenmiştir. Kompozisyondaki Sn miktarı (%v/v) arttıkça yoğunluk artmakta ancak sertlik değeri düşmektedir. ZrO2-SnO2-ZrSnO4 KNF’lerinde FS işlemi ile GS’ye göre daha yoğun ve daha sert kompozisyonlar elde edildiği kanıtlanmıştır. Bu sonuçların tamamı değerlendirildiğinde, sentezlenen nanokompozitlerin, model organizmada antimikrobiyal etkisi ve toksik olmaması nedeniyle diş implantları gibi sağlık sisteminde geçerli bir aday olarak kullanılabileceğine inanılmaktadır.