TÜBİTAK Destekli 2209-A Öğrenci Araştırma Projesi
Atık Cam + Metal Oksit Katkılı Cam-Seramiklerin Fonksiyonel Özelliklerinin İncelenmesi
Bu proje, atık camların yeniden değerlendirilerek ZnO, TiO₂ ve Fe₂O₃ metal oksit katkılarıyla fonksiyonel cam-seramik malzemelere dönüştürülmesini amaçlamaktadır. Çalışma; mikroyapı, yoğunluk, porozite ve mekanik özellikler üzerinden atık cam esaslı sistemlerde katkı oranı–özellik ilişkisini ortaya koymayı hedeflemektedir.
Projenin Amacı
Projenin temel amacı, geri dönüştürülmüş atık camların ZnO, TiO₂ ve Fe₂O₃ metal oksit katkılarıyla yeniden değerlendirilerek yüksek katma değerli cam-seramik malzemelere dönüştürülmesidir. Böylece hem çevresel açıdan önemli bir sorun olan cam atıklarının değerlendirilmesi hem de mekanik özellikleri geliştirilmiş sürdürülebilir malzemelerin üretimi hedeflenmektedir.
Bilimsel Gerekçe
Cam-seramikler yüksek sıcaklık dayanımı, kimyasal kararlılık ve kontrollü kristalizasyon özellikleri nedeniyle ileri malzeme teknolojileri açısından önemli bir malzeme grubudur. Ancak geleneksel üretimde yüksek saflıkta hammaddelerin kullanılması maliyet ve enerji tüketimini artırmaktadır. Bu proje, atık camların metal oksit katkılarıyla fonksiyonel cam-seramiklere dönüştürülmesi yaklaşımıyla hem döngüsel ekonomiye hem de sürdürülebilir malzeme üretimine katkı sunmaktadır.
Araştırma Sorusu ve Hipotez
Hedefler
- Atık camın hazırlanması ve metal oksit katkı oranlarının %0, %5 ve %10 olarak belirlenmesi.
- Karışımların preslenerek 700–900 °C aralığında sinterlenmesi.
- Üretilen numunelerin mikroyapı, yoğunluk, porozite, mikrosertlik ve basma dayanımı özelliklerinin ölçülmesi.
- Katkı türü ve oranı ile mikroyapı–mekanik özellik ilişkilerinin istatistiksel olarak değerlendirilmesi.
- Atık cam tabanlı cam-seramiklerin ileri malzeme teknolojileri ve döngüsel ekonomi kapsamında kullanılabilirliğinin ortaya konulması.
Yöntem
Cam atıkları temizlenecek, kırılacak ve <75 µm tane boyutuna öğütülecektir.
Cam tozları ZnO, TiO₂ ve Fe₂O₃ katkılarıyla %0, %5 ve %10 oranlarında karıştırılacaktır.
Hazırlanan karışımlar disk/pelet formunda preslenerek kompakt numuneler üretilecektir.
Numuneler 700–900 °C aralığında sinterlenerek cam-seramik yapı geliştirilecektir.
SEM–EDS, yoğunluk, porozite, mikrosertlik ve basma dayanımı analizleri yapılacaktır.
Veriler ANOVA ile değerlendirilerek katkı oranı–özellik ilişkisi ortaya konulacaktır.
Çalışma Takvimi
Uygun tane boyutu ve katkı oranlarının belirlenmesi.
Çatlaksız ve homojen cam-seramik numunelerin elde edilmesi.
Kristal fazların ve gözenek yapısının belirlenmesi.
Mikrosertlik, basma dayanımı ve katkı–özellik ilişkilerinin incelenmesi.
Bulguların bütünleştirilmesi ve projenin tamamlanması.
Beklenen Çıktılar ve Yaygın Etki
Proje sonucunda elde edilecek veriler, geri dönüştürülmüş atık camlardan fonksiyonel cam-seramik üretimi konusunda özgün katkı sağlayacaktır. Bulguların bilimsel etkinliklerde bildiri veya poster olarak sunulması, uygun olması hâlinde hakemli bir dergide kısa makale olarak değerlendirilmesi hedeflenmektedir.
Proje ayrıca atık camların yeniden değerlendirilmesi, çevre bilincinin artırılması, döngüsel ekonomi yaklaşımının desteklenmesi ve öğrencilerin ileri seramik üretimi ile karakterizasyon süreçlerinde uygulamalı araştırma deneyimi kazanması açısından önemli bir yaygın etki potansiyeline sahiptir.