Alüminyum matrisli kompozitlerin sıcak presle üretiminde seramik partiküllerin sol-jel yöntemiyle modifiye edilmesinin mekanik özelliklere etkisi
Effect of modification of ceramic particles by sol-gel method on the mechanical properties during the production of aluminum matrix composites via hot pressing method
Yazar: ŞÜKRÜ ÖZDOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN ERDEM ÇAMURLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites ; Silisyum karbür = Silicon carbide ; Sıcak presleme = Hot pressing ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Bu çalışmada, hacimce % 5-40 oranlarında TiB2 ve % 5-45 oranlarında SiC parçacık takviyeli alüminyum matrisli (Al-% 4 Cu) kompozitler sıcak pres yöntemi ile üretilmiştir. Elde edilen kompozitlerin mikroyapıları incelenmiş, sertlikleri ve üç nokta eğme mukavemetleri belirlenmiştir. Aynı incelemeler, kompozitler T6 ısıl işlemine tabi tutulduktan sonra tekrarlanmıştır. Kompozit yapısı içindeki parçacıkların düzgün bir şekilde dağıldığı optik mikroskop incelemelerinden anlaşılmıştır. Elde edilen kompozitlerin % teorik yoğunlukları % 97-99 aralığındadır. Kompozitlerin sertlik değerleri, eklenen destek fazının miktarının artmasıyla yükselmiştir. SiC ve TiB2 içeren kompozitlerin sertlik değerleri sırasıyla en yüksek 140 ve 160 HB10 olmuştur. Üç nokta eğme mukavemetleri her iki destek fazı çeşidinde de 750-850 MPa aralığında olmuştur. TiB2 parçacıklarının yüzeylerinin sol-jel yöntemi kullanılarak silika ile, SiC parçacıklarının yüzeylerinin ise silika ve TiB2 ile modifiye edilmesi üzerinde çalışılmıştır. Yapılan Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FT-IR) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizlerinin sonuçlarından, modifikasyonların gerçekleştiği düşünülmektedir. Yüzeyleri silika ile modifiye edilen seramik tozları kullanılarak üretilen kompozitlerin mukavemet değerleri, kompozit içinde parçacıkların topaklanmaları sebebiyle, modifiye edilmemiş tozlarla üretilen kompozitlerin değerlerinden düşük bulunmuştur. Yüzeyleri TiB2 ile modifiye edilmiş SiC parçacıklarını içeren kompozitlerin mukavemet değerleri, modifiye edilmemiş SiC içeren kompozitlerin değerleriyle aynı aralıkta bulunmuştur.

Abstract:
In this study aluminum matrix (Al-4 % Cu) composites reinforced with 5-40 vol % TiB2 and 5-45 vol % SiC particles were produced via hot pressing method. Prepared composites were subjected to microstructural examinations, hardness and three point bending tests. Same examinations were performed after subjecting the composites to T6 heat treatment. It was revealed by optical microscopy examinations that the reinforcement particles were homogenously distributed in the composite structure. The hardness of the composites increased with increasing reinforcement amount. The highest hardness values of 140 and 160 HB10 were attained in the SiC and TiB2 reinforced composites, respectively. Three point bending strengths were in the range of 750-850 MPa, for both of the reinforcement phases. Modification of the surfaces of the TiB2 particles with silica and surfaces of SiC particles with silica and TiB2 via sol gel method have been studied. It is thought from the results of the Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD) analyses that modifications have been accomplished. Strength values of the composites obtained by using silica modified ceramic particles were found to be lower than the composites obtained by unmodified particles, due to agglomeration of the particles in the composites. Strength values of the composites produced by using TiB2 modified SiC particles were found to be in the same range with the values of the composites obtained from unmodified SiC.