Organik atık ürünlerin kompozit fren balatalarında kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usage of organic waste products in composite brake pads
Yazar: ELÇİN SAYAR
Danışman: PROF. DR. UĞUR EŞME ; DOÇ. DR. İLKER SUGÖZÜ
Tarsus Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Aşınma = Wear ; Fren balatası = Brake lining ; Organik atıklar = Organic wastes ; Sürtünme = Friction ; Triboloji = Tribology

Özet:
Kompozit sürtünme malzemesi olan balata, fren sisteminin frenleme performansında önemli rol oynayan başlıca bileşenidir. Balataların mekanik ve tribolojik davranışlarını araştırmak, frenleme performansını iyileştirmek için balata kompozisyonu ve üretim parametreleriyle ilgili birçok çalışma yapılmış olup, araştırmalar devam etmektedir. Üretilen balataların ekonomik olması, çevre dostu olması ve insan sağlığını tehlikeye atmaması beklenmektedir. Bu nedenle kompozit içeriğinde kullanılan malzemelere alternatif olarak organik atık ürünlerin kullanımı artmıştır.
Bu çalışmada, mısır kabuğu, keten, kenevir, hindistan cevizi ve bambu tozu (kütlece %5, %10 ve %15) olmak üzere beş çeşit malzeme kullanılarak 16 adet farklı içerikli balata numuneleri üretilmiştir. Numuneler sırayla toz karıştırma, ön şekillendirme ve sıcak presleme işlemlerini kapsayan toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Numunelerin özgül aşınma miktarı ve sürtünme katsayısı, gri dökme demir diskin bulunduğu bir test cihazında deneyler uygulanarak elde edilmiştir. Balata numunelerinin sertlik, yoğunluk, yüzey pürüzlülüğü gibi fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Sürtünme testinden sonra numunelerin aşınan yüzeylerinin mikroyapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Ayrıca Elektron Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) yardımıyla aşınan yüzeylerin kimyasal analizleri elde edilmiştir.
Yapılan çalışmanın sonucu, üretilen organik atık malzeme içerikli numunelerin sürtünme performansı açısından iyi davranış sergilediğini göstermiştir. En iyi sürtünme katsayısı değerleri %10 oranında hindistan cevizi, keten, kenevir ve bambu, %5 oranında keten içerikli numunelerde görülmüştür.

Abstract:
The lining, which is a composite friction material, is the main component of the brake system that plays an important role in the braking performance. In order to investigate the mechanical and tribological behavior of the pads and to improve the braking performance, many studies have been carried out on the pad composition and production parameters, and the researches are continuing. The pads produced are expected to be economical, environmentally friendly and not endanger human health. For this reason, the use of organic waste products has increased as alternative to the materials used in the composite content.
In this study, 16 pad samples with different contents were produced by using five types of materials, namely corn husk, flax, hemp, coconut and bamboo powder (5, 10 and 15 wt.%). The samples were produced by powder metallurgy method, which included powder mixing, preforming and hot pressing processes, respectively. The specific wear amount and friction coefficient of the samples were obtained by performing experiments on a test device with a gray cast iron disc. Physical properties such as hardness, density and roughness of the lining samples were determined. After the friction test, the microstructure of the worn surfaces of the samples was examined by Scanning Electron Microscope (SEM). In addition, chemical analyzes of the worn surfaces were obtained by Electron Energy Distribution Spectrometer (EDS).
The result of the study showed that the samples containing organic waste material exhibited good behavior in terms of friction performance. The best coefficient of friction values were observed in samples containing %10 coconut, flax, hemp and bamboo and %5 flax.