Pomza takviyeli magnezyum matrisli kompozit üretimi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterization of pumice reinforced magnesium matrix composite
Yazar: ERTAN KÖSEDAĞ
Danışman: DOÇ. DR. TARIK AYDOĞMUŞ
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada toz metalürjisi yöntemi ile hafif ve aynı zamanda dayanıklı malzeme elde etme amacı ile pomza takviyeli magnezyum matrisli kompozit malzemeler üretilmiştir. Yapılan bu tez çalışmasının asıl amacı magnezyum ile pomza bünyesindeki SiO2'nin reaksiyona girmesini sağlayıp in-sitü formda Mg2Si ve MgO takviyeli magnezyum matrisli kompozit malzemeler elde etmektir. Bu doğrultuda öncelikle XRF analizi ile pomza bünyesinde bulunan elementler ve bulunma oranları tespit edilmiş olup, DSC analizi ile magnezyum ve pomzanın reaksiyona girme sıcaklığı, ön deneyler ile de sinterleme süresi optimize edilmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin mikroyapı karaktarizasyonu için XRD ve SEM analizleri yapılmış olup mekanik özelliklerinin tayini için basma testi ve sertlik ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca elde edilen kompozit numunelerinin yoğunlukları ölçülmüştür.
Elde edilen sonuçlara göre üretilmiş kompozitlerin içyapılarında Mg2Si ve MgO fazları tespit edilmiş olup takviye malzemesinin matris içerisinde neredeyse homojen olarak dağıldığı gözlemlenmiştir. Yapılan mikro vikers sertlik ölçümleri ile matris ve takviye fazındaki sertlik değerlerinin artan takviye oranıyla arttığı tespit edilmiştir. Basma testleri ile kompozit numunelerde artan takviye oranıyla birlikte akma ve basma mukavemetinin arttığı ve süneklik değerlerinin de düşük oranlarda azaldığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, pumice reinforced magnesium matrix composite materials were produced with the aim of obtaining light and durable material by powder metallurgy method. The main aim of this thesis is to obtain in situ formed Mg2Si and MgO reinforced magnesium matrix composite materials via the reaction between SiO2 in pumice and pure magnesium. In this direction, firstly, XRF analysis is used to determine the presence of elements in the pumice. The temperature of chemical reaction between magnesium and pumice was determined by DSC. After that, sintering time was optimized applying some preliminary tests. XRD and SEM analyzes were carried out for the microstructure characterization of the composite materials. Compression tests and hardness measurements were performed to determine the mechanical properties. Furthermore, the densities of the composite samples were measured.
According to the obtained results Mg2Si and MgO phases were detected on the internal structures of the composites. It was also observed that, the reinforcement material was almost homogeneously distributed in the matrix. It has been found that, Vickers micro hardness values of the matrix and the reinforcement phase increase with the increasing reinforcement ratio. Compression test showed that, the yield and the compression strength of the composites increase with increasing reinforcement content while the ductility values decrease at lower rates.