Mekanik alaşımlama ile üretilen nanokristalin yapıdaki matris tozlarının metal matrisli kompozitlerin mikroyapı ve mekanik özelliklerine etkileri
The effects of nanocrystalline matrix powder produced by mechanical alloying on microstructure and mechanical properties of metal matrix composites
Yazar: SİNEM AKTAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EGE ANIL DİLER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tezde kompozit bir sistem içerisinde mekanik alaşımlama, takviye gibi etkenler yardımıyla matris tane boyutunun nano seviyede değişiminin kompozite ne gibi kazanımlar sağladığı ve etken dayanım mekanizmalarının neler olduğu araştırılmıştır. Bu amaçla saf Al tozuna ağırlıkça farklı oranlarda nano boyutta toz ZrO2 katılarak farklı alaşım sürelerinde mekanik alaşımlamaya tabi tutulmuştur. Mekanik alaşımlamadan sonra ise sıcak preste sinterlenme ile metal matrisli nanokompozitler oluşturulmuştur. 
Elde edilen numunelere tane boyut analizi, mikroyapı görüntüleme, sertlik, yoğunluk ölçümü ve basma testi yapılmıştır. Sonuçlara göre; mekanik alaşımlama ile alaşım süresinin de artmasıyla tane boyutunu azalmış, nanokristalin bir matris malzemesi elde edilmiştir. Matrise takviyelerin katılması ve takviye hacim oranının artırılmasıyla daha küçük matris tane boyutu eldesi sağlanmıştır. Matris tane boyutu küçülmesine ve takviye miktarına bağlı olarak Hall-Petch, Orowan, yük taşıma ve dislokasyon artışı gibi dayanım mekanizmaları Al-ZrO2 kompozitlerinin sertlik, ve basma dayanımları üzerinde etkili olmuştur. Bununla birlikte takviye partiküllerin matris içerisine üniform dağılımı takviyelerin kümelenme ve topaklaşma eğilimi sebebiyle sağlanamamıştır. Bu durum kompozitin dayanım, yoğunluk ve sertlik değerlerini olumsuz etkilemiştir.

Anahtar sözcükler: Dayanım mekanizmaları, Hall-Petch, mekanik alaşımlama, nanokompozit, nanokristalin Alüminyum, Orowan, tane boyutu, tane sınırları, üçlü kesişim noktaları,

Abstract:
In this thesis, it has been investigated change of matrix grain size in the nano system by means of mechanical alloying and reinforcement particles and effective strength mechanisms in a composite system. For this purpose, different weight ratio of nano size powder ZrO2 was added to pure Al powder and subjected to mechanical alloying for various hours. The alloying process was carried out. After mechanical alloying, metal matrix nanocomposites were formed by hot press sintering. 
Grain size analysis, microstructure imaging, hardness, density measurement and compression test were performed on the obtained samples. According to the results, through mechanical alloying and increasing alloying time grain size decreased and obtained nanocrystalline matrix powder. Smaller garin size and reinforcement particles caused different strenght mechanism such as Hall-Petch, Orowan, load bearing effect, incerasing dislocation density so the strenght, density and hardness of Al-ZrO2 composites were improved. On the other hand, uniform dispersion of reinforcement into the matrix was not achieved due to the tendency of nano reinforcement to clustering and agglomerate. This case adversly affected the strengt, density and hardness of composites.

Key words: Hall-petch, grain boundary, grain size, mechanical alloying, strength mechanisms, nanocomposite, ,nanocrystalline Aluminium, Orowan, triple junction,