Yakıt hücrelerinin soğutma ünitelerinde kullanılacak gözenekli paslanmaz çelik T/M parçaların üretim parametrelerinin araştırılması
Investigation on the production parameters of porous stainless steel P/M parts to used on cooling units of fuel cell
Yazar: ONUR GÜNEL
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF USTA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, başta yakıt hücreleri olmak üzere ısı transferi uygulamalarında kullanılmak üzere paslanmaz çelik tozlarından mikro gözenekli plakaların üretimi yapılmıştır. Mikro gözenekli plakalar toz metalürjisinde sıcak presleme yöntemi kullanılarak üretilmiş ve sızdırmazlığı sağlamak için kullanılan ince paslanmaz çelik altlıklara tutturulmuştur. Plakaların ısı transferi kapasitesini arttırmak için 1,7 mm derinliğinde ve 1 mm genişliğinde mikro kanallı yapıdaki presleme kalıbı kullanılmıştır. Ayrıca, altlık ve tozlar arasında kuvvetli bir bağlantı sağlamak için altlık yüzeyleri elektrokimyasal yöntem kullanılarak pürüzlendirilmiştir. Presleme basıncı ve sıcaklığın toz metal plakaların gözenekliliğine ve altlık ile paslanmaz çelik tozlar arasında bağlanmaya olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca, altlık ve tozlar arasında kuvvetli bir bağ oluşturulmasında yüzey pürüzlülüğünün önemli bir yer tuttuğu ve yeterli bir tutunma için değişen sıcaklıklarla birlikte uygulanması gereken basıncın değiştiği gözlemlenmiştir. Presleme işlemi, 44 - 150 µm boyutlarında küresel SS316L paslanmaz çelik tozlara 200 – 400 °C değişen sıcaklık aralığında ve 100 - 200 MPa basınç aralığında yüzey pürüzlülüğü Ra 21 µm olan 55 mm çapında altlıklar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numunelere sinterleme işlemi uygulanmış ve üretim parametrelerinin gözenekliliğe olan etkileri incelenmiştir. Gözenekliliğin, presleme sıcaklığındaki ve basıncındaki artışla birlikte azaldığı gözlemlenmiştir. Mikro kanallı T/M parçalarda % 37 ila % 24 arasında gözeneklilik elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, porous stainless steel P/M parts to used in particularly fuel cells and heat transfer applications were manufactured. Micro porous plates were manufactured by using hot pressing method in powder metallurgy and bonded to thin stainless steel substrate to seal. Die with 1,7 mm high and 1 mm  width micro-channel was used to increase heat transfer capability of the P/M plates. Also, substrate surface was roughened by using electrochemical ething method to obtain good and strength bonding between substrate and powders. Effects of pressing pressure and temperature on porosity and bonding between substrate and powders was investigated. Also, surface roughness was importaned to obtain strength bonding between substrate and powders and for sufficient adhesion,  the pressure that must be applied varied was observed. Pressing process, was applied to spherical SS316L stainless powders with 44 - 150 µm size on 55 mm in diameter substrate Ra 21 µm roughness. Produced specimens were sintered and effects of production parameters on porosity were investigated. Reduction in porosity was observed with the increase in pressing pressure and temperature. Porosity between % 37 and % 24 was obtain in micro-channel P/M parts.