Mekanik alaşımlama ve sinterleme süreçleriyle Al12Si-xSiC ve Al12Si-xB4C (x=ağırlıkça %5,%10 ve %15) kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Development and characterization investigations Al12Si-xSiC and Al12Si-xB4C (x=5 wt.%, 10 wt.% and 15 wt. %) composites via mechanical alloying and Sintering
Yazar: CEREN DUTDİBİ
Danışman: PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Mühendisliği Bölümü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Alüminyum kompozitler = Aluminum composites ; Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites ; Bor karbür = Boron carbide ; Silisyum = Silicon ; Silisyum karbür = Silicon carbide

Özet:
Metal matriks kompozit malzemeler ileri teknoloji malzemeler grubunda yer alan, genellikle var olan malzemelerin kullanımının uygun olmadığı yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılan malzeme grubudur. Metal matriksli kompozit malzemeler sınıfında yer alan partikül esaslı metal matriks kompozitler, üretimlerinde kullanılan malzemelerin kolay temini, ayrıca toz metalurjisi yönteminin avantajları, düşük maliyetleri ve üretimlerinin kolaylığı göz önüne alındığında kuvvetli bir malzeme grubunu oluştururlar. Alüminyum, endüstriyel uygulamalarda düşük ergime sıcaklığı nedeniyle en çok tercih edilen malzemelerden biridir. Alüminyum metal matriks kompozitler ise düşük ağırlıkları ve dayanımları ile metal matriks kompozit malzemelerdendir. Bu çalışmada alüminyum ile ağırlıkça %12 oranında silisyum içeren metal matriks toz malzemeler 1 saat, 2 saat, 4 saat, 8 saat mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilmiştir. Bunun yanında silisyum karbür ve bor karbür pekiştirici fazları ile takviyelendirilen alüminyum ve %12 silisyum içeriğine sahip metal matriks kompozit malzemeler mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilmişlerdir. Sinterlenmiş numunelerin yoğunlukları Arşimet tekniğiyle hesaplanmış ve mikrosertlik deneyleri Vickers mikrosertlik cihazında gerçekleştirilmiştir. Sinterleme sonrası kompozit malzemelerin optik mikroskop ile yapıları incelenmiş, taramalı elektron mikroskobu ve X-Işınları kırınımı teknikleri ile mikroyapı ve faz analizleri yapılmıştır. Ayrıca sinterlenmiş numunelere aşınma testi uygulanmış böylece farklı takviye fazların aşınma oranlarına etkisi incelenmiştir. Toz metalurjisi ile üretilen kompozit malzemelerin yanısıra döküm yöntemiyle üretilen alüminyum alaşımları hakkında bilgi verilmiştir. Deneysel çalışmalara konu olan ağırlıkça %12 silisyum içeren toz malzemeler ile aynı oranda silisyum içeriğine sahip alüminyum döküm alaşımlarının Vickers mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Optik mikroskop ile yapıları incelenen döküm alüminyum alaşımlarının, taramalı elektron mikroskobu ile mikroyapı analizleri yapılmıştır.

Abstract:
Using of a conventional production method as powder metallurgy, particulate based composite materials are very attractive for their cost and simplicity in production. They have some advantages like high elastic modulus, high strength, workability at high temperatures, low density, thermal shock resistance and high electrical and thermal conductivity. Particle reinforced metal matrix composites (PRMMC) materials exhibit a unique combination of microstructure and properties which is not found in either ceramics or metals alone. In this study aluminum and 12% silicon based metal matrix composite powders are produced via mechanical alloying method. 1, 2, 4, 8 hours are chosen as mechanical alloying time. Another experimental kit is produced via mechanical alloying. Silicon carbide and boron carbide is reinforced to aluminum and silicon based metal matrix composite. 1, 2, 4 and 8 hours is chosen as mechanical alloying time. Reinforcing amount of silicon carbide and boron carbide is 5%, 10% and 15% weight percent of metal matrix composite. Sintered samples density measurements of sintered samples are carried out via Archimed?s technique. And after that microhardness analyses are done via Vickers microhardness device. Composite materials optical microscope images are taken and their microstructures are researched. Using scanning electron microscope and X-Ray Diffraction techniques composite materials microstructure and phase analyses were carried out. Also wear tests are done to the samples with reinforcement. So effects of different amount of reinforcing materials and different times of mechanical alloying on metal matrix composites wear behavior are investigated.