SiC ve Al2O3 ilavesinin Mg-Sn-Y alaşımlarının mikroyapı, mekanik ve korozyon özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of SiC and Al2O3 addition on the microstructural, mechanical and corrosion properties of Mg-Sn-Y alloys
Yazar: İMAN HUZEYFE
Danışman: PROF. DR. İDRİS SORAR
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Magnezyum alaşımlarının sahip olduğu üstün mekanik ve korozyon özelliklerinin yanısıra yüksek biyouyumluluğu sebebiyle sağlık alanında oldukça fazla çalışmalar yapılmaktadır. Magnezyum alaşımlarının bu özelliklerini geliştirmek için en etkili yöntemlerden biri alaşımlama yapmaktır. Ayrıca kompozit ilavesiyle düşük mekanik özelliklerinin iyileştirildiği bilinmektedir. Bu nedenle bu çalışmada Mg-Sn-Y alaşımına farklı ağırlık oranlarında SiC ve Al2O3 ilavesi yapılarak gravite döküm yöntemiyle deneysel numuneler elde edilmiştir, üretilen alaşımların mikroyapı, mekanik ve korozyon özellikleri incelenmiştir. 
Alaşımların mikroyapı özellikleri Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM), Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) analizi ve X-ışını difraksiyon (XRD) analizi kullanılarak incelenmiştir. Her bir alaşımın mekanik özelliklerini incelemek için mikro ve nano testleri yapılmıştır. Bu çalışmada, gravite döküm yöntemi ile üretilen alaşımların biyokorozyon davranışlarını incelemek için HBSS (Hanks Balanced Salt Solution- Hanks dengeli tuz solüsyonu) içinde potansiyodinamik polarizasyon testi yapılmıştır. Aynı solüsyon içinde belirli zaman aralığında kütle kaybı oranı ve korozyon hızı tespit edilmiştir.
Bu çalışmada matriks alaşımı olarak Mg-6Sn-3Y alaşımı seçilmiş ve ağırlıkça %0,5 ve 1,0 oranlarında ayrı ayrı olarak SiC ve Al2O3 ilavesi yapılarak nanokompozit malzemeler elde edilmiştir. Elde edilen numuneler üzerinde yapılan incelemeler sonucunda Mg-6Sn-3Y-1,0 Al2O3 alaşımının diğer alaşımlara göre HBSS içinde kütle kaybı oranının ve korozyon hızının en az olduğu ve Mg-6Sn-3Y-0,5 SiC alaşımının kütle kaybının en fazla olduğu görülmüştür. Mikroyapı analizlerinde alaşımlarda MgSnY, Mg2Sn ve Sn3Y5 fazları tespit edilmiştir. Mekanik özellikleri açısından incelendiğinde Mg-6Sn-3Y alaşımına %1,0 Al2O3 ilavesinin en yüksek korozyon direnci, Mg-6Sn-3Y alaşımına %0,5 SiC ilavesinin ise yüksek sertliğe sahip olduğu görülmüştür. Korozyon ve mekanik özelliklere göre Mg-6Sn-3Y-1,0 Al2O3 numunesinin optimum mekanik ve korozyon özellikleri gösterdiği gözlenmiştir.

Abstract:
In addition to the superior mechanical and corrosion properties of magnesium alloys, many studies are carried out in the field of health due to its high biocompatibility. One of the most effective methods to improve these properties of magnesium alloys is alloying. In addition, it is known that low mechanical properties are improved with the addition of composite. Therefore, in this study, it was obtained by gravity casting method by adding SiC and Al2O3 in different weight ratios to the Mg-Sn-Y alloy. The microstructure, mechanical and corrosion properties of the produced alloys were investigated.
The microstructural properties of the alloys were investigated using Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Energy Dispersion Spectrometer (EDS) analysis and X-ray diffraction (XRD) analysis. Micro and nano hardness tests were performed to examine the mechanical properties of each alloy. In this study, potentiodynamic polarization test was performed in HBSS (Hanks Balanced Salt Solution) to examine the biocorrosion behavior of the alloys produced. Mass loss rate and corrosion rate were determined in the same solution at a certain time interval.
In this study, Mg-6Sn-3Y alloy was chosen as the matrix alloy and nanocomposite materials were obtained by adding SiC and Al2O3 separately at 0.5% and 1.0% weight ratios. As a result of the examinations made on the samples obtained, it was seen that the mass loss rate and corrosion rate of Mg-6Sn-3Y-1.0 Al2O3 alloy was the least in HBSS compared to other alloys, and the mass loss of Mg-6Sn-3Y-0.5 SiC alloy was the highest. In microstructural analysis, MgSnY, Mg2Sn and Sn3Y5 phases were detected in the alloys. When examined in terms of mechanical properties, 1.0% Al2O3 addition to Mg-6Sn-3Y alloy has the highest corrosion resistance, while 0.5% SiC addition to Mg-6Sn-3Y alloy has high hardness. According to the corrosion and mechanical properties, it was observed that the Mg-6Sn-3Y-1.0 Al2O3 sample showed optimum mechanical and corrosion properties