Açık hücreli alüminyum köpük üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of open cell aluminum foams
Yazar: ELVAN ZAMAN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Köpük = Foam ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; Poliüretan = Polyurethane

Özet:
Bu çalışmada; çamur köpüklendirme (polimer emdirme) yöntemi kullanılarak açık hücreli alüminyum ile %2 ve %4 bakır takviyeli alüminyum köpük üretilmiş ve üretilen köpüklerin karakterizasyonları yapılmıştır. İlk olarak; belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılan saf su içerisinde polivinil alkol çözündürüldükten sonra metal tozları da eklenerek bir çamur karışımı hazırlanmıştır. Belirli ebatlarda kesilen açık hücreli poliüretan sünger bu karışıma daldırılarak çamur karışımı ile kaplanmıştır. Çamur karışımı ile kaplanan köpükler önce oda sıcaklığında, ardından da etüvde kurutulmuş ve son olarak da poliüretan sünger giderilerek, yapı sinterlenmiştir.Çalışmada, %51-%60 katı oranına sahip çamur karışımları hazırlanmış, yapılan viskozite ve sedimentasyon testleri sonucunda en ideal çamur reçetesinin % 60 katı oranına sahip olan çamur karışımına ait olduğu tespit edilmiştir. Bu ideal çamur karışımı kullanılarak üretilen açık hücreli köpüklerin arşimet prensibine göre yoğunlukları 0,12-0,19 gr/cm3 arasında ve porozite değerleri % 93,2-%95,5 arasında hesaplanmıştır. Makro ve mikro yapıları incelenen açık hücreli köpüklerin XRD analizleri yapılarak; bakır takviyeli alüminyum köpüklere normal atmosfer şartlarında yapılan sinterlemeler sonucunda bakır takviyeli alüminyum köpüklerin yapılarında; CuO ve Cu2O oluştuğu, argon atmosferinde yapılan sinterlemelerde ise bu bakır oksit yapılarının azaldığı görülmüştür. Son olarak açık hücreli alüminyum köpüklerin Vickers sertlikleri 30,6-34,7 HV aralığında ölçülmüştür.

Abstract:
In this study we produced open cell aluminum, %2 and %4 copper additional aluminum foam with slurry method (polymer impregnation) and were characterised. In this method; we solubilized polyvinyl alcohol in distile water which is heated at specified temperature then we added metal powder in this mixture and made a slurry. Polyurethane foam which is cut at specified dimensions was impregnated in the slurry and polyurethane foam was coated. The coated foams were dried at room temperature then in drying oven. Lastly polyurethane burned out and metal foam was sintered.In this study, %51-%60 solid ratio slurries have been prepared. As a result of viscosity and sedimentation test, % 60 solid ratio slurry have been determined as optimal slurry receipt. Open cell foams densities by principal of Archimed have been calculated in the range of 0,12-0,19 gr/cm3 and the porosity values have been calculated within % 93,2- %95,5 which are produced with optimal slurry receipt. Macro and micro structures of open cell foams have been examined. As a result of XRD analyses, in the structure of copper reinforced aluminium cell foams, the occurence of CuO and Cu2O in the normal atmosphere conditions and the decrease of the ratios of CuO and Cu2O in the argon atmosphere were determined during sintering. Vickers hardness of open cell aluminum foams have been calculated within 30,6-34,7 HV.