Toz enjeksiyon yöntemiyle kalıplanmış MgO takviyeli alüminanın mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of powder injection moulded alumina by adding MgO
Yazar: OĞUZ ERDEM
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM USLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alümina = Alumina ; Toz enjeksiyon kalıplama = Powder injection molding

Özet:
Bu çalışmada MgO takviyeli ve takviyesiz alümina tozları toz enjeksiyon yöntemiyle kalıplanmıştır. Bağlayıcı olarak ağırlıkça %65 PEG8000 (polietilenglikol) + %30 PP (polipropilen) + %5 SA (stearik asit) kullanılmıştır.Başlangıçta dört farklı oranda besleme stoğunun reolojik özellikleri incelenerek en iyi toz-bağlayıcı oranı hacimce %53/%47 olarak bulunmuştur. Bu karışımdan oluşan (MgO ilavesiz (takviyesiz) ve ağırlıkça %0,5, %1, %1,5 oranlarında MgO içeren) besleme stoklarının reolojik özellikleri incelenmiş ve tüm besleme stoklarının erime davranış indeksi, erime akış indeksi ve akıcılığı ayrı ayrı bulunmuştur.Bu orana göre hazırlanan besleme stokları granül hale getirilmiştir. Enjeksiyonda çekme ve eğme numuneleri kalıplanmıştır. Kalıplanan numunelere çözücü ve ısıl bağlayıcı giderme (ön sinterleme) işlemleri uygulanmıştır.Yapılan sinterleme çalışmaları sonucunda 1775 °C sıcaklık ve 8 saat sinterlenen numunelerde mekanik özellikler kötüleşmiştir. 1775 °C sıcaklık ve 6 saat süre optimum sinterleme parametreleri olarak bulunmuştur.En iyi mukavemet ve yoğunluk değerleri kütlece %1 MgO takviyeli alümina besleme stoklarında elde edilmiştir. Çekme numunelerinde 69 MPa maksimum çekme mukavemeti değeri, %86,8 teorik yoğunluk ve % 18,5 büzülme oranı elde edilmiştir. Eğme numunelerinde ise 158 MPa maksimum eğme mukavemetideğeri, %88,1 teorik yoğunluk ve % 16,2 büzülme oranı elde edilmiştir.SEM ile yapılan incelemelerde kütlece %1 MgO takviyeli numuneler daha az gözenekli ve düzgün sinterlenmiş görünüm sergilemiştir.

Abstract:
In this study, MgO added alumina and pure alumina powders were molded by powder injection molding method. 65% PEG8000 (polyethyleneglycol) + 30% PP (polypropylene) + 5% SA (stearic acid) in weight was used as the binder. First, the rheological properties of four different feedstocks were examined andthe optimum powder/binder ratio was determined as 53%/47% in volume. Rheological properties of feedstocks (pure and in weight for 0,5%, 1%, 1,5% MgO added alumina) which contain 53% alumina+ 47% binder in volume, were investigated and flow behavior index, melt flow index and flow rate of thefeedstocks were determined seperately for all the feedstocks.The feedstocks prepared using this ratio, were granulated and then tensile and bending samples were molded by injection method. Solvent and thermal (presintering) debinding of these molded samples were carried out. As a result of sintering investigations, the samples sintered in 1775 °C for 8 hours had inferior mechanical properties. The temperature of 1775 °C and 6 hours of the holding time were determined as the optimum sinteringparameters. The highest strength and density values were obtained for 1% (wt.) MgO added alumina feedstocks. In tensile samples 69 MPa maximum tensile strength, 86,8% of theoretical density and 18,5% of shrinkage ratio were achieved. In bending samples 158 MPa maximum bending strength, 88,1% of theoretical density and 16,2% of shrinkage ratio were also achieved. SEM analysis showed that 1% (wt.) MgO added alumina feedstock samples have less pore and those have good sintering.