Max fazlı malzemelerin toz metalürjisi yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of max-phase materials by powder metallurgy method
Yazar: IBTESAM SAİD SHNEEB SAİD
Danışman: DOÇ. DR. SERKAN ISLAK
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Meteoroloji = Meteorology

Özet:
Bu tez çalışmasında, toz metalurjisi yöntemi ile üretilen Ti3SiC2-karbon nanofiber (KNF) malzemelerin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Bu MAX fazlı kompozit malzemeyi üretmek için başlangıç malzeme olarak, Ti, SiC, C ve KNF tozları kullanılmıştır. Formüle edilmiş tozlar 2 saat bir bilyalı değirmende öğütüldükten sonra, numuneler 500 MPa basınçta preslenmiştir. Daha sonra sinterleme sıcaklığının etkisini belirlemek için 1150 °C, 1300 °C ve 1450 °C gibi farklı sıcaklıklarda sinterleme işlemi yapılmıştır. Oksitlenmeyi önlemek için sinterleme işlemi argon koruyucu gaz atmosferinde yapılmıştır.

Mikro yapı ve kimyasal içerikte oluşan fazları belirlemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) ve X-ışını difraksiyon (XRD) analizleri kullanılmıştır. Numunelerin sertliği Vickers sertlik test cihazı yardımı ile yapılmıştır. Numunelerin yoğunluğu Arşimet prensibi ile ölçülmüştür. Kırılma tokluğunu belirlemek için üç noktalı eğilme testleri yapılmıştır. 

Sinterleme sıcaklığı arttıkça, enine kopma mukavemeti, numunelerin sertliği ve yoğunluğu artmıştır. Kırılma yüzey incelemesi sonuçları, tüm örneklerde, tipik MAX fazına benzer bir katmanlı yapının oluştuğunu göstermiştir. Bu katmanlı yapı artan sinterleme sıcaklığıyla daha belirgin hale gelmiştir.


Anahtar kelimeler: MAX fazı, toz metalurjisi, mikroyapı, mekanik alaşımlama

2020, 48 sayfa
Bilim Kodu: 91

Abstract:
Abstract: In this thesis, microstructure and mechanical properties of Ti3SiC2-carbon nanofiber (CNF) materials produced by powder metallurgy were investigated. Ti, SiC, C and CNF powders were used as starting materials to produce this MAX phase composite material. After the formulated powders were milled in a ball mill for 2 hours, the samples were pressed at a pressure of 500 MPa. Then, sintering process was performed at different temperatures such as 1150 °C, 1300 °C and 1450 °C to determine the effect of sintering temperature. To prevent oxidation, sintering was carried out in an argon shielding gas atmosphere.

Scanning electron microscopy (SEM-EDS) and X-ray diffraction (XRD) analyzes were used to determine the microstructure and chemical phases. The hardness of the samples was made with the help of Vickers hardness tester. The density of the samples was measured by the Archimedes principle. Three-point bending tests were performed to determine fracture toughness.

As the sintering temperature increased, transverse shear strength, hardness and density of samples increased. The fracture surface examination results showed that in all samples a layered structure similar to the typical MAX phase was formed. This layered structure became more pronounced with increasing sintering temperature.

Key Words: MAX phase, powder metallurgy, microstructure, mechanical alloying

2020, 48 pages
Science Code: 91