Toz metal bakır ve paslanmaz çeliğin mikrodalga sinterleme ile birleştirilebilirliği /
Yazar: HATİCE AVCI
Danışman: PROF. DR. ADEM KURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ticari saflıktaki ortalama parçacık boyutu 78 µm olan paslanmaz çelik tozları ile ortalama boyutu 18 µm olan Cu tozları 12 mm çapındaki kalıpta 707, 796 ve 884 MPa basınçlarda tek yönlü olarak preslendiler. Preslenen numunelerin ham yoğunlukları ölçülerek hem geleneksel fırında hem de laboratuvar tipi mikrodalga fırında sinterlenerek sinterlenme özellikleri incelendi. Sinterleme işlemi sonrasında, sinterlenmiş yoğunlukları belirlenen numunelerin mikroyapıları incelenerek arayüzeyin her iki tarafında da mikrosertlik değerleri ölçüldü. SEM görüntüleri alındı ve EDS analizi yapılarak uygulanan yöntemlerin arayüzeyden itibaren difüzyona etkisi incelendi. Mikrodalga ve geleneksel fırında sinterlenmiş numunelerin elektriksel iletkenlikleri ölçülerek yoğunlaşma oranına bağlı iletkenlik özellikleri belirlendi. Sinter-bağlanma yöntemiyle birleştirilen Cu ve paslanmaz çelik numunelere, arayüzey bağlanma dayanımını belirlemek amacıyla çapraz kesme testi yapılarak ara yüzey dayanımları ölçüldü. Sinterleme yöntemlerinin mikroyapı, mekanik ve elektriksel iletkenlik özelliklerine etkisi incelenerek iki yöntem birbiriyle kıyaslandı. Geleneksel sinterlenen numunelerde mikrodalga sinterlenen numunelere göre presleme basıncı ve sinterleme süresinin artışı ile birlikte yoğunluk artışı ve gözenek miktarı ve boyutunda küçülme daha fazla görüldü. Bu durum, geleneksel sinterleme de sinterleme süresinin daha yüksek olması ile ilişkilendirildi. Elektriksel iletkenlikler incelendiğinde, sinterleme yöntemlerinin mikroyapıyı farklı etkilemesi sonucu geleneksel sinterlenmiş numuneler ile mikrodalga sinterlenen numunelerin direnç değerlerinde önemli bir fark görüldü. Arayüzey bağ mukavemetlerini incelendiğinde ise uygulanan en düşük basınç için geleneksel sinterlenmiş numunelerin arayüzey bağ mukavemetleri mikrodalga sinterlenen numunelerden daha yüksek çıkmıştır.

Abstract:
In this study, stainless steel powders with an average particle size of 78 µm and Cu powders with an average size of 18 µm in commercial purity were pressed unidirectionally at pressures of 707, 796 and 884 MPa at a die diameter of 12 mm. The green densities of the pressed samples were measured and their sintering properties were examined that were sintered both in the conventional furnace and in the laboratory microwave furnace. After sintering, the microstructures of the specimens whose sintered densities were examined and micro hardness values were measured on both sides of the interface. SEM images were taken and EDS analysis was performed to investigate the effects of the applied methods on the diffusion from the interface. Electrical conductivity properties were determined by measuring the electrical conductivity of the sintered samples in microwave and conventional surface. Cu and stainless steel specimens were subjected to a cross-shear test to determine the interface bonding strength, and the interface strengths were measured. The effects of the sintering methods on the microstructure, mechanical and electrical conductivity properties were examined and the two methods were compared with each other. Compared to conventional sintered samples and microwave sintered samples, the increase in density and the decrease in porosity and size were more apparent with the increase of the pressing pressure and sintering time in the conventional sintered samples. This is related to the fact that the sintering time is higher in conventional sintering. When the electrical conductivities were examined, a significant difference was observed in the resistance values of the conventional sintered samples and the microwave sintered samples resulting from the different influences of the sintering methods on the microstructure. When the interface bond strengths are examined, the interface bond strengths of conventional sintered samples are higher than the microwave sintered samples for the lowest applied pressure.