Fiber takviyeli alüminyum kompozit üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Production of fibre reinforced aluminium composite and determination of mechanical proporties
Yazar: MEHMET ANIL ALTEN
Danışman: PROF. DR. GÖKHAN ORHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Günümüzde, endüstrinin çeşitli alanlarında hafif, yüksek performanslı ve düşük maliyetli yeni nesil malzemelere olan talep artmaktadır. Geleneksel malzemelerin bu talepleri karşılamada yetersiz kalması, kompozit malzemelere olan ilgiyi arttırmıştır. Özellikle metal matrisli kompozit (MMK) malzemelerin geliştirilmesi için Ar-Ge ve mühendislik çalışmaları dünya genelinde yoğunlaşmıştır.  
Bu tez kapsamında, karbon fiber takviyeli Alüminyum kompozitlerinin üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesine odaklanılmıştır. Kompozit üretimindeki başlıca problemlerden olan matris/takviye fazı ıslatma sorunu, karbon fiberlere akımsız Ni kaplama uygulanarak aşılmaya çalışılmıştır. Ayrıca akımsız Ni kaplama prosesinde, pH, kaplama süresi, banyo bileşimindeki hipofosfit miktarı ve sıcaklık gibi parametrelerin karbon fiber yüzeylerindeki kaplama özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu incelemelerin analizi için, SEM, EDS ve XRD yöntemlerine başvurulmuştur. Kaplama kalınlıklarının artan ph, süre, sıcaklık ve hipofosfit miktarı ile genel olarak arttığı gözlemlenmiştir. Ni kaplama kalınlıkları yaklaşık 0,9 μm ve 4,2 μm civarında olan karbon fiberler, 0,9 μm için hacimce % 0,02 ve % 0,04, 4,2 μm kalınlıklı kaplamalar için ise hacimce % 0,04 ve % 0,01 oranlarında kullanılarak, yaklaşık 1 cm boyutlarında rastgele dağılımlı şekilde, 6063 Al matrisli kompozit üretiminde kullanılmıştır. Kompozit üretiminde sıkıştırmalı döküm yöntemi kullanılmıştır. Üretilen kompozitlerin matris/ takviye fazı ıslatılabilirlik davranışları SEM ve EDS yöntemleriyle belirlenmiştir. Kompozitlerin mekanik özellikleri ise standartlara uygun cihazlarla üç noktalı eğme, darbe ve sertlik testleri yapılarak tayin edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, üretilen kompozitlerineğme mukavemetleri ve sertlikleri, karbon fiber takviyesiyle artış göstermiş, darbe dayanımlarını ise genel olarak karbon fiber takviyesinden olumsuz etkilediği gözlemlenmiştir. Ayrıca, karbon fiberler üzerindeki kaplama kalınlığının artması, genellikle kompozitlerin mekanik özelliklerini kötü etkilemiştir.
Anahtar kelimeler:  Metal matrisli kompozitler, Al matrisli kompozitler, Sıkıştırmalı döküm, Akımsız nikel kaplamalar,

Abstract:
Nowadays, demand for lightweight, high performance and low cost new generation materials is increasing in various fields. The inadequacy of traditional materials to meet these demands has increased the interest in composite materials. Around the World, R&D and engineering studies have been concentrated, especially for the development of metal matrix composite (MMC) materials. 
In this thesis, it is foced on production of carbon fiber reinforced Aluminum composites and the determination of the mechanical properties of this composite. The matrix / reinforcement phase wetting problem, one of the main problems in composite production, was attempted to be overcome by applying electroless Ni coating to carbon fibers.. In addition, the influence of parameters such as pH, coating duration, amount of hypophosphite in the bath composition and temperature on the coating properties on carbon fiber surfaces was investigated in electroless Ni coating process. SEM, EDS and XRD methods were used for the analysis of these investigation. It has been observed that coating thicknesses generally increase with increasing pH, time, temperature and amount of hypophosphite. Carbon fibers with EN coating thicknesses of about 0.9 μm and 4.2 μm were used in amounts of vol. % 0.02 and % 0.04 for 0.9 μm and vol. % 0.04 and % 0.1 for 4.2 μm thickness coatings, has been used in the production of 6063 Al matrix composite, which will randomly scatter about 1 cm in size. Squeeze casting method is used for composite production. The wettability behavior of the matrix /
reinforcement phase in the produced composites was determined by SEM and EDS methods. The mechanical  
properties of the composites were determined by three-point bending, charpy impact test and Vickers hardness tests with standardized devices. As a result of the experiments, it was observed that the bending strengths and vickers hardnesses of the produced composites tended to increase with reinforcing carbon fiber but the impact strengths were generally negatively affected by carbon fiber reinforcement. Furthermore, increasing coating thickness on carbon fiber surface was generally badly effect of mechanical properties of composites. 
Keywords:  Metal matrix composites, Aluminium matrix composites, Squeeze casting, electroless Ni coating