Al2024/B4C/SiC nanokompozit ve hibrit nanokompozitlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation properties of Al2024/B4C/SiC nanocomposite and hybrid nanocomposites
Yazar: ABDULLAH HASAN KARABACAK
Danışman: DOÇ. DR. AYKUT ÇANAKÇI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alüminyum kompozitler = Aluminum composites ; Hibrit malzemeler = Hybride materials ; Nanokompozitler = Nanocomposites

Özet:
Bu çalışmada, üretim yöntemi olarak toz metalurjisi kullanılarak Al2024/B4C ve Al2024/SiC nanokompozitleri ve Al2024/B4C-SiC hibrit nanokompozitleri üretildi. Matris malzemesi olarak kullanılan Al2024 tozunun ortalama partikül boyutu 50μm olup, içerisine ortalama partikül boyutu 45-55nm olan B4C ve 40nm olan SiC partikülleri öğütme işlemi kullanılarak takviye edildi. Takviye oranları olarak 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0 ve 5.0 kullanılarak, öğütme işlemi 8 saat olarak gerçekleştirildi. Öğütme işleminden sonra tozların partikül boyutu ve mikroyapısal incelemelerinde B4C, SiC ve B4C-SiC hibrit partiküllerinin homojen olarak dağıldığı görüldü. Öğütülen tozlar sıcak presleme yöntemiyle preslenerek nano kompozitler ve hibrit nano kompozitler üretildi. Üretilen nano kompozitlerin mikroyapı özellikleri (SEM ve XRD analizleri), mekanik özellikleri (eğme, çekme ve sertlik testleri) ve korozyon özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçlarında Al2024/B4C, Al2024/SiC ve Al2024/B4C-SiC nano kompozitlerinin hepsinde en iyi eğme ve çekme deneyi sonucu %2 takviyeli kompozitlerden elde edilmiştir. Al2Cu ve Al4C3 ara faz miktarlarının eğme ve çekme mukavemetlerini etkileyen önemli bir etken olduğu görüldü. Brinell sertlik değerleri ise artan takviye oranıyla arttığı artmıştır. Kompozitlerin korozyon hızları ise artan takviye oranı ile artmış fakat %1.5 takviye oranından sonra korozyon hızında sürekli düşüş gerçekleşip en düşük korozyon hızı %5 takviye oranında elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, Al2024 / B4C and Al2024 / SiC nano composites and Al2024 / B4C-SiC hybrid nano composites were produced using powder metallurgy production method. The average particle size of the Al2024 powder used as the matrix material was 50 μm, and the B4C having a mean particle size of 45-55 nm and the SiC particles having a 40 nm particle size were reinforced by milling. Milling was carried out for 8 hours using 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0 and 5.0 as reinforcement ratios. After milling, it was observed that B4C, SiC and B4C-SiC hybrid particles were homogeneously dispersed in the particle size and microstructural investigations of the powders. Milling powders were pressed by hot pressing method to produce nano composites and hybrid nano composites. Microstructure properties (SEM and XRD analysis), mechanical properties (bending, tensile and hardness tests) and corrosion properties of the produced nanocomposites were determined. In the obtained test results, the best bending and tensile tests were obtained from 2% reinforced composites in all Al2024 / B4C, Al2024 / SiC and Al2024 / B4C-SiC nanocomposites. Al2Cu and Al4C3 were found to be important factors affecting the bending and tensile strengths of the interphase amounts. Brinell hardness values increased with increasing reinforcement ratio. Corrosion rates of the composites increased with increasing reinforcement ratio, but after 1.5% reinforcement, there was a continuous decrease in corrosion rate and the lowest corrosion rate was obtained at 5% reinforcement.