Mekanik alaşımlı bor türev takviyeli fren balatalarının tribolojik performanslarının incelenmesi
Investigation of the tribological performances of mechanical alloyed boron derivative reinforced brake pads
Yazar: ÇETİN KARADENİZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇEN AKGÜN
Iğdır Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Doğa dostu bir fren balatası kompozisyonunu oluşturmak amacıyla ülkemiz 
maden rezervlerinde zengin bir hacme sahip olan bor türevli malzemelerin yapılan 
çalışmada kullanımı sağlanmıştır. Bu amaçla ülkemizde yer alan bor oksit, boraks ve 
kolemanit malzemelerinin yanında ithal olarak temin edilen bor karbür de dahil edilerek 
detaylı bir fren balata malzemesi üretiminde takviye etkileri değerlendirilmiştir.
Çalışmanın özgünlük niteliği ise bor malzeme (bor oksit, kolemanit, boraks) 
içeriklerinin mekanik alaşımlandırılması oluşturularak, fren balatasını oluştururken 
balata malzemelerin içerisine belirlenen farklı oranlarda (%5-%10-%15) takviye 
edilmesi sağlanmıştır. Aynı şekilde herhangi bir işlem yapılmamış diğer bor 
malzemeleri de (bor oksit, kolemanit, boraks ve bor karbür) yine bu belirtilen oranlarda 
fren balatası oluşumda katkı malzemeleri olarak yer almıştır. Yapılan testlerde tüm 
deney numuneleri için farklı basınç yükleme değerlerinde (0,5 MPa, 0,75 MPa ve 1 
MPa) iki farklı uygulamada (sabit sıcaklıkta ve değişken sıcaklıkta) balata sürtünme 
testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen değerlere göre bor türevli mekanik alaşımlanmış 
takviyeli balata numunelerinin kararlı bir sürtünme katsayısı ve özgül aşınma oranında 
düşük olması sebebiyle avantajlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
In order to develop an environmentally eco-friendly brake pad composition, the
utilization of boron-based materials, which are abundant in our country's mineral 
reserves, has been ensured. In pursuit of this objective, the reinforcing effects in the 
production of a detailed brake pad material were evaluated by incorporating 
domestically available boron oxide, borax, and colemanite materials, as well as 
imported boron carbide. The originality of the study is based on the mechanical alloying 
of boron materials (boron oxide, colemanite, borax) to create the brake pad, where the 
reinforcement of these materials was achieved by incorporating them into the brake pad 
composition at specified varying proportions (%5-%10-%15). Similarly, the other boron 
materials (boron oxide, colemanite, borax, and boron carbide), without undergoing any 
treatment, have also been included as additive materials in the formation of brake pads 
at the specified ratios mentioned earlier. In the conducted tests, friction tests of brake 
pads were carried out at different pressure loading values (0.5 MPa, 0.75 MPa, and 1 
MPa) for all experimental samples. These tests were performed under two different 
conditions: constant temperature and variable temperature. Based on the obtained 
values, it has been observed that boron derivative reinforced brake pad samples exhibit 
advantageous due to their stable friction coefficient and a low specific wear rate.